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
f0fs​/2fs​ = ?0,5 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 0,5 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 0,5 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
Vin​N = 1210 V2ᴺ − 101 LSB2,679 V?

Ein 12-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 2,679 V.

N = 12VFSR = 10 VVin = 2,679 V
D =
4.Mittel
Vin​N = 83,3 V2ᴺ − 101 LSB1,179 V?

Ein 8-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 1,179 V.

N = 8VFSR = 3,3 VVin = 1,179 V
D =
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 40 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 40 dB
N =
6.Schwer
f0fs​/2fs​3,6 kHz3f₁?

Eine Rechteckwelle mit 3,6 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 8 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 = 3,6 kHzfs = 8 kHzOberschwingung: 3f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 2,5 kHz
  2. 2. fs,min = 1 kHz
  3. 3. D = 1097
  4. 4. D = 91
  5. 5. N = 7
  6. 6. fa = 2800 Hz

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