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
Vin​N = 101 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 10-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 = 10VFSR = 1 V
eq,max = mV
2.Leicht
f0fN​ = ?16 kHz

Ein ADC tastet mit 16 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 16 kHz
fN = kHz
3.Mittel
Vin​N = ?150 °C2ᴺ − 10≤ 0,5 °C

Ein Sensor misst Temperatur über einen Bereich von 150 °C, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,5 °C auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 150 °CAuflösung = 0,5 °C
N =
4.Mittel
Vin​N = 123,3 V2ᴺ − 101 LSB0,93 V?

Ein 12-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 0,93 V.

N = 12VFSR = 3,3 VVin = 0,93 V
D =
5.Schwer
1216⋮16 ch∿01tc​ = 2 µstset​ = 2 µsfs​ = ?

Ein 16-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 2 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 2 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 16tc = 2 µstset = 2 µs
fs = kHz
6.Schwer
T1 mV/°C×2∿01N = 10, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 1 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 2-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 = 1 mV/°CG = 2N = 10VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 0,4883 mV
  2. 2. fN = 8 kHz
  3. 3. N = 9
  4. 4. D = 1154
  5. 5. fs = 15,63 kHz
  6. 6. ΔTLSB = 1,221 °C

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