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 = 81 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 8-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 8VFSR = 1 V
eq,max = mV
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 = 83,3 V01 LSB3,127 V?

Ein 8-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 3,127 V.

N = 8VFSR = 3,3 VVin = 3,127 V
D =
4.Mittel
Vin​N = ?3,3 V2ᴺ − 10≤ 0,2 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V soll Schritte von 0,2 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 3,3 VAuflösung = 0,2 mV
N =
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​115200 Bd, 8N1

Ein 24-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 115200 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 3 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 = 115200 BdN = 248N1
fmax = Hz
6.Schwer
126⋮6 ch∿01tc​ = 10 µstset​ = 1 µsfs​ = ?

Ein 6-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 10 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 1 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 6tc = 10 µstset = 1 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 1,953 mV
  2. 2. fs,min = 1 kHz
  3. 3. D = 242
  4. 4. N = 15
  5. 5. fmax = 1920 Hz
  6. 6. fs = 15,15 kHz

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