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
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?2400 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 2400 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 2400 Bd
Tb = µs
2.Leicht
f0fN​ = ?1 kHz

Ein ADC tastet mit 1 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 1 kHz
fN = kHz
3.Mittel
∿01N = 145 kHz? MB

Ein Recorder tastet einen Kanal mit 5 kHz mit einem 14-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 60 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 1fs = 5 kHzN = 14t = 60 min
M = MB
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​11·Tb​38400 Bd, 8N2

Ein UART sendet Bytes mit 38400 Baud im Format 8N2: 8 Datenbits, keine Parität und 2 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 38400 Bd8N2
RB = B/s
5.Schwer
f0fs​/2fs​1,5 kHz3f₁?

Eine Rechteckwelle mit 1,5 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 5 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 = 1,5 kHzfs = 5 kHzOberschwingung: 3f₁
fa = Hz
6.Schwer
T10 mV/°C×5∿01N = 8, 3,3 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 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 = 10 mV/°CG = 5N = 8VFSR = 3,3 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Tb = 416,7 µs
  2. 2. fN = 0,5 kHz
  3. 3. M = 36 MB
  4. 4. RB = 3491 B/s
  5. 5. fa = 500 Hz
  6. 6. ΔTLSB = 0,2578 °C

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