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​ = ?8 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 8 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 8 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
128⋮8 ch∿01N = 1048 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 8 Kanäle ab, jeden mit 48 kHz und 10-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 8fs = 48 kHzN = 10
Rb = kbit/s
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​115200 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 115200 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 = 115200 Bd8N1
RB = B/s
4.Mittel
Vin​N = ?1 V2ᴺ − 10≤ 0,1 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 1 V soll Schritte von 0,1 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 1 VAuflösung = 0,1 mV
N =
5.Schwer
128⋮8 ch∿01tc​ = 10 µstset​ = 0,5 µsfs​ = ?

Ein 8-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 10 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 = 8tc = 10 µstset = 0,5 µs
fs = kHz
6.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 75 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 75 dB
N =

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 16 kHz
  2. 2. Rb = 3840 kbit/s
  3. 3. RB = 11520 B/s
  4. 4. N = 14
  5. 5. fs = 11,9 kHz
  6. 6. N = 13

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