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
f0fN​ = ?10 kHz

Ein ADC tastet mit 10 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 10 kHz
fN = kHz
2.Leicht
Vin​N = 1610 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 16-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 10 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 16VFSR = 10 V
eq,max = mV
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 6,8 kHzfs​ = 4 kHz

Eine Sinuswelle mit 6,8 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 4 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 6,8 kHzfs = 4 kHz
fa = Hz
4.Mittel
Vin​N = 105 V2ᴺ − 11 LSB0,516 V?

Ein 10-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 5 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 0,516 V.

N = 10VFSR = 5 VVin = 0,516 V
D =
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 90 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 90 dB
N =
6.Schwer
f0fs​/2fs​400 Hz3f₁?

Eine Rechteckwelle mit 400 Hz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 1 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 3f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 400 Hzfs = 1 kHzOberschwingung: 3f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 5 kHz
  2. 2. eq,max = 0,07629 mV
  3. 3. fa = 1200 Hz
  4. 4. D = 105
  5. 5. N = 15
  6. 6. fa = 200 Hz

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