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​ = ?9600 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 9600 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 9600 Bd
Tb = µs
2.Leicht
Vin​N = 141 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 14-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 14VFSR = 1 V
1 LSB = mV
3.Mittel
Vin​N = ?1000 kPa2ᴺ − 10≤ 0,1 kPa

Ein Sensor misst Druck über einen Bereich von 1000 kPa, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,1 kPa auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 1000 kPaAuflösung = 0,1 kPa
N =
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 70 kHzfs​ = 100 kHz

Eine Sinuswelle mit 70 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 100 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 70 kHzfs = 100 kHz
fa = kHz
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​115200 Bd, 8E1

Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 115200 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 = 115200 BdN = 108E1
fmax = Hz
6.Schwer
T10 mV/°C×4∿01N = 10, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 4-fach verstärkt und einem 10-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 = 10 mV/°CG = 4N = 10VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Tb = 104,2 µs
  2. 2. 1 LSB = 0,06104 mV
  3. 3. N = 14
  4. 4. fa = 30 kHz
  5. 5. fmax = 2618 Hz
  6. 6. ΔTLSB = 0,06104 °C

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