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​ = ?1 kHz

Ein ADC tastet mit 1 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 1 kHz
fN = kHz
2.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
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 45 kHzfs​ = 50 kHz

Eine Sinuswelle mit 45 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 50 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 45 kHzfs = 50 kHz
fa = kHz
4.Mittel
Vin​N = 16VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 16-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 16
SQNR = dB
5.Schwer
f0fs​/2fs​2fs​450 Hz5f₁?

Eine Rechteckwelle mit 450 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 5f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 450 Hzfs = 1 kHzOberschwingung: 5f₁
fa = Hz
6.Schwer
T20 mV/°C×2,5∿01N = 10, 10 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 2,5-fach verstärkt und einem 10-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 10 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 20 mV/°CG = 2,5N = 10VFSR = 10 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 0,5 kHz
  2. 2. Tb = 208,3 µs
  3. 3. fa = 5 kHz
  4. 4. SQNR = 98,08 dB
  5. 5. fa = 250 Hz
  6. 6. ΔTLSB = 0,1953 °C

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