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 = 161 V2ᴺ − 101 LSB = ?

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

N = 16VFSR = 1 V
1 LSB = mV
2.Leicht
Vin​N = 102,5 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 10-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 10VFSR = 2,5 V
eq,max = mV
3.Mittel
122 ch∿01N = 1410 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 10 kHz mit einem 14-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 60 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 2fs = 10 kHzN = 14t = 60 min
M = MB
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​12·Tb​4800 Bd, 8E2

Ein UART sendet Bytes mit 4800 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 = 4800 Bd8E2
RB = B/s
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 96 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 96 dB
N =
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​460800 Bd, 8E1

Ein 16-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 460800 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 = 460800 BdN = 168E1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 0,01526 mV
  2. 2. eq,max = 1,221 mV
  3. 3. M = 144 MB
  4. 4. RB = 400 B/s
  5. 5. N = 16
  6. 6. fmax = 10473 Hz

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