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
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?4800 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 4800 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 4800 Bd
Tb = µs
2.Leicht
f0fN​ = ?5 kHz

Ein ADC tastet mit 5 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 5 kHz
fN = kHz
3.Mittel
Vin​N = ?10 V2ᴺ − 10≤ 1 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V soll Schritte von 1 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 10 VAuflösung = 1 mV
N =
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​115200 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 115200 Baud im Format 8N1: 8 Datenbits, keine Parität und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 115200 Bd8N1
RB = B/s
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​10 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 10 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als fclk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 38400 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 10 MHzZiel = 38400 Bd
e = %
6.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 85 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 85 dB
N =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Tb = 208,3 µs
  2. 2. fN = 2,5 kHz
  3. 3. N = 14
  4. 4. RB = 11520 B/s
  5. 5. e = 1,725 %
  6. 6. N = 14

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