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
∿01N = 85 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet einen Kanal mit 5 kHz und 8-Bit-Auflösung ab. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 1fs = 5 kHzN = 8
Rb = kbit/s
2.Leicht
123⋮3 ch∿01N = 1620 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 3 Kanäle ab, jeden mit 20 kHz und 16-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 3fs = 20 kHzN = 16
Rb = kbit/s
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 2,7 kHzfs​ = 2 kHz

Eine Sinuswelle mit 2,7 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 2 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 2,7 kHzfs = 2 kHz
fa = Hz
4.Mittel
122 ch∿01N = 1010 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 10 kHz mit einem 10-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 1 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 2fs = 10 kHzN = 10t = 1 min
M = MB
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​12 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 12 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als fclk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 9600 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 12 MHzZiel = 9600 Bd
e = %
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​19200 Bd, 8E1

Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 19200 Baud im Format 8E1 (Startbit, 8 Datenbits, gerade Parität, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 2 ganze(s) Byte(s) gesendet, und die Verbindung ist dauernd belegt. Bestimme die höchste Signalfrequenz fmax, die ohne Aliasing abgetastet werden kann, in Hz.

baud = 19200 BdN = 108E1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 40 kbit/s
  2. 2. Rb = 960 kbit/s
  3. 3. fa = 700 Hz
  4. 4. M = 2,4 MB
  5. 5. e = 0,1603 %
  6. 6. fmax = 436,4 Hz

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