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
f0fN​ = ?16 kHz

Ein ADC tastet mit 16 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 16 kHz
fN = kHz
2.Leicht
Vin​N = 141 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 14-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 14VFSR = 1 V
1 LSB = mV
3.Mittel
Vin​N = ?200 kPa2ᴺ − 10≤ 1 kPa

Ein Sensor misst Druck über einen Bereich von 200 kPa, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 1 kPa auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 200 kPaAuflösung = 1 kPa
N =
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​4800 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 4800 Baud im Format 8N1: 8 Datenbits, keine Parität und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 4800 Bd8N1
RB = B/s
5.Schwer
1216⋮16 ch∿01tc​ = 2 µstset​ = 0,5 µsfs​ = ?

Ein 16-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 2 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 0,5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 16tc = 2 µstset = 0,5 µs
fs = kHz
6.Schwer
T20 mV/°C×5∿01N = 8, 3,3 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 5-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 = 20 mV/°CG = 5N = 8VFSR = 3,3 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 8 kHz
  2. 2. 1 LSB = 0,06104 mV
  3. 3. N = 8
  4. 4. RB = 480 B/s
  5. 5. fs = 25 kHz
  6. 6. ΔTLSB = 0,1289 °C

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