Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 5 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.
Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung mit Lösungen
Ein 16-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.
Ein 12-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 0,853 V.
Ein Recorder tastet 4 Kanäle mit je 20 kHz mit einem 16-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 60 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).
Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 230400 Baud im Format 8E1 (Startbit, 8 Datenbits, gerade Parität, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 2 ganze(s) Byte(s) gesendet, und die Verbindung ist dauernd belegt. Bestimme die höchste Signalfrequenz fmax, die ohne Aliasing abgetastet werden kann, in Hz.
Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 10-fach verstärkt und einem 8-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 3,3 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.
Lösungsschlüssel
- 1. fs,min = 10 kHz
- 2. eq,max = 0,03815 mV
- 3. D = 1397
- 4. M = 576 MB
- 5. fmax = 5236 Hz
- 6. ΔTLSB = 0,1289 °C
Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.