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
Vin​N = 125 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 12-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 12VFSR = 5 V
1 LSB = mV
2.Leicht
f0fN​ = ?48 kHz

Ein ADC tastet mit 48 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 48 kHz
fN = kHz
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​12·Tb​19200 Bd, 8E2

Ein UART sendet Bytes mit 19200 Baud im Format 8E2: 8 Datenbits, ein gerades Paritätsbit und 2 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 19200 Bd8E2
RB = B/s
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​57600 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 57600 Baud im Format 8E1: 8 Datenbits, ein gerades Paritätsbit und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 57600 Bd8E1
RB = B/s
5.Schwer
T20 mV/°C×10∿01N = 8, 10 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 10-fach verstärkt und einem 8-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 10 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 20 mV/°CG = 10N = 8VFSR = 10 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​32 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 32 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 19200 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 32 MHzZiel = 19200 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 1,221 mV
  2. 2. fN = 24 kHz
  3. 3. RB = 1600 B/s
  4. 4. RB = 5236 B/s
  5. 5. ΔTLSB = 0,1953 °C
  6. 6. e = 0,1603 %

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