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​ = ?10 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 10 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 10 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
f0fs​/2fs​ = ?2 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 2 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 2 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
Vin​N = 14VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 14-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 14
SQNR = dB
4.Mittel
Vin​N = ?250 kPa2ᴺ − 10≤ 0,2 kPa

Ein Sensor misst Druck über einen Bereich von 250 kPa, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,2 kPa auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 250 kPaAuflösung = 0,2 kPa
N =
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 96 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 96 dB
N =
6.Schwer
T5 mV/°C×10∿01N = 8, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 5 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 10-fach verstärkt und einem 8-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 2,5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 5 mV/°CG = 10N = 8VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 20 kHz
  2. 2. fs,min = 4 kHz
  3. 3. SQNR = 86,04 dB
  4. 4. N = 11
  5. 5. N = 16
  6. 6. ΔTLSB = 0,1953 °C

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