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 = 1610 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 16-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 10 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 16VFSR = 10 V
1 LSB = mV
2.Leicht
f0fs​/2fs​ = ?1 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 1 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 1 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
Vin​N = 20VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 20-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 20
SQNR = dB
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​12·Tb​2400 Bd, 8E2

Ein UART sendet Bytes mit 2400 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 = 2400 Bd8E2
RB = B/s
5.Schwer
122 ch∿01tc​ = 1 µstset​ = 0,5 µsfs​ = ?

Ein 2-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 1 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 0,5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 2tc = 1 µstset = 0,5 µs
fs = kHz
6.Schwer
f0fs​/2fs​5 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 5 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 50 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 7f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in kHz an.

f₁ = 5 kHzfs = 50 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 0,1526 mV
  2. 2. fs,min = 2 kHz
  3. 3. SQNR = 122,2 dB
  4. 4. RB = 200 B/s
  5. 5. fs = 333,3 kHz
  6. 6. fa = 15 kHz

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