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
f0fs​/2fs​ = ?8 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 8 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 8 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?1200 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 1200 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 1200 Bd
Tb = µs
3.Mittel
Vin​N = 1210 V2ᴺ − 101 LSB6,407 V?

Ein 12-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 6,407 V.

N = 12VFSR = 10 VVin = 6,407 V
D =
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 2,2 kHzfs​ = 2 kHz

Eine Sinuswelle mit 2,2 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 2 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 2,2 kHzfs = 2 kHz
fa = Hz
5.Schwer
T20 mV/°C×20∿01N = 10, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 20-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 = 20 mV/°CG = 20N = 10VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
f0fs​/2fs​1 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 1 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 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 = 1 kHzfs = 10 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 16 kHz
  2. 2. Tb = 833,3 µs
  3. 3. D = 2624
  4. 4. fa = 200 Hz
  5. 5. ΔTLSB = 0,006104 °C
  6. 6. fa = 3 kHz

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