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​ = ?1 kHz

Ein ADC tastet mit 1 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 1 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 = 14VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 14-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 14
SQNR = dB
4.Mittel
Vin​N = 16VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 16-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 16
SQNR = dB
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​57600 Bd, 8N1

Ein 12-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 57600 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 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 = 57600 BdN = 128N1
fmax = Hz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​57600 Bd, 8N1

Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 57600 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 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 = 57600 BdN = 108N1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 0,5 kHz
  2. 2. fs,min = 1 kHz
  3. 3. SQNR = 86,04 dB
  4. 4. SQNR = 98,08 dB
  5. 5. fmax = 1440 Hz
  6. 6. fmax = 1440 Hz

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