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​ = ?22 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 22 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 22 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
Vin​N = 83,3 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 8-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 8VFSR = 3,3 V
1 LSB = mV
3.Mittel
Vin​N = ?100 kPa2ᴺ − 10≤ 0,2 kPa

Ein Sensor misst Druck über einen Bereich von 100 kPa, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,2 kPa auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 100 kPaAuflösung = 0,2 kPa
N =
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 17 kHzfs​ = 10 kHz

Eine Sinuswelle mit 17 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 17 kHzfs = 10 kHz
fa = kHz
5.Schwer
T20 mV/°C×1∿01N = 12, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 1-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 = 20 mV/°CG = 1N = 12VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​12 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 12 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als fclk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 38400 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 12 MHzZiel = 38400 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 44 kHz
  2. 2. 1 LSB = 12,89 mV
  3. 3. N = 9
  4. 4. fa = 3 kHz
  5. 5. ΔTLSB = 0,03052 °C
  6. 6. e = −2,344 %

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