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
128⋮8 ch∿01N = 2420 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 8 Kanäle ab, jeden mit 20 kHz und 24-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 8fs = 20 kHzN = 24
Rb = kbit/s
2.Leicht
Vin​N = 161 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 16-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 16VFSR = 1 V
eq,max = mV
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​12·Tb​57600 Bd, 8E2

Ein UART sendet Bytes mit 57600 Baud im Format 8E2: 8 Datenbits, ein gerades Paritätsbit und 2 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 57600 Bd8E2
RB = B/s
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 8 kHzfs​ = 10 kHz

Eine Sinuswelle mit 8 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 8 kHzfs = 10 kHz
fa = kHz
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
f0fs​/2fs​150 Hz5f₁?

Eine Rechteckwelle mit 150 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 5f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 150 Hzfs = 1 kHzOberschwingung: 5f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 3840 kbit/s
  2. 2. eq,max = 0,007629 mV
  3. 3. RB = 4800 B/s
  4. 4. fa = 2 kHz
  5. 5. N = 16
  6. 6. fa = 250 Hz

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