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
f0fs​/2fs​ = ?5 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 5 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 5 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
Vin​N = 165 V2ᴺ − 101 LSB

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.

N = 16VFSR = 5 V
eq,max = mV
3.Mittel
Vin​N = 122,5 V2ᴺ − 101 LSB0,853 V?

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.

N = 12VFSR = 2,5 VVin = 0,853 V
D =
4.Mittel
124⋮4 ch∿01N = 1620 kHz? MB

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).

n = 4fs = 20 kHzN = 16t = 60 min
M = MB
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​230400 Bd, 8E1

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.

baud = 230400 BdN = 108E1
fmax = Hz
6.Schwer
T10 mV/°C×10∿01N = 8, 3,3 V? °C/LSB

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.

S = 10 mV/°CG = 10N = 8VFSR = 3,3 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 10 kHz
  2. 2. eq,max = 0,03815 mV
  3. 3. D = 1397
  4. 4. M = 576 MB
  5. 5. fmax = 5236 Hz
  6. 6. ΔTLSB = 0,1289 °C

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