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​ = ?5 kHz

Ein ADC tastet mit 5 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 5 kHz
fN = kHz
2.Leicht
Vin​N = 122,5 V2ᴺ − 101 LSB = ?

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

N = 12VFSR = 2,5 V
1 LSB = mV
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 6,25 kHzfs​ = 5 kHz

Eine Sinuswelle mit 6,25 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 5 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 6,25 kHzfs = 5 kHz
fa = Hz
4.Mittel
Vin​N = ?200 mm2ᴺ − 10≤ 0,05 mm

Ein Sensor misst Abstand über einen Bereich von 200 mm, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,05 mm auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 200 mmAuflösung = 0,05 mm
N =
5.Schwer
f0fs​/2fs​220 Hz3f₁?

Eine Rechteckwelle mit 220 Hz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 1 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 3f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 220 Hzfs = 1 kHzOberschwingung: 3f₁
fa = Hz
6.Schwer
128⋮8 ch∿01tc​ = 20 µstset​ = 0,5 µsfs​ = ?

Ein 8-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 20 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 = 20 µstset = 0,5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 2,5 kHz
  2. 2. 1 LSB = 0,6104 mV
  3. 3. fa = 1250 Hz
  4. 4. N = 12
  5. 5. fa = 340 Hz
  6. 6. fs = 6,098 kHz

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