Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
124⋮4 ch∿01N = 81 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 4 Kanäle ab, jeden mit 1 kHz und 8-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 4fs = 1 kHzN = 8
Rb = kbit/s
2.Leicht
f0fs​/2fs​ = ?2 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 2 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 2 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
Vin​N = ?250 kPa2ᴺ − 10≤ 0,5 kPa

Ein Sensor misst Druck über einen Bereich von 250 kPa, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,5 kPa auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 250 kPaAuflösung = 0,5 kPa
N =
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 2,8 kHzfs​ = 2 kHz

Eine Sinuswelle mit 2,8 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 2 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 2,8 kHzfs = 2 kHz
fa = Hz
5.Schwer
f0fs​/2fs​2 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 2 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 7f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in kHz an.

f₁ = 2 kHzfs = 10 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = kHz
6.Schwer
T10 mV/°C×5∿01N = 12, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 5-fach verstärkt und einem 12-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 2,5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 10 mV/°CG = 5N = 12VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 32 kbit/s
  2. 2. fs,min = 4 kHz
  3. 3. N = 9
  4. 4. fa = 800 Hz
  5. 5. fa = 4 kHz
  6. 6. ΔTLSB = 0,01221 °C

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