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.

Neues ArbeitsblattOnline mit Tipps üben

Für Lehrkräfte: kostenlos ausdrucken, kopieren und im Unterricht verwenden. Jedes neue Arbeitsblatt hat neue Werte und einen eigenen Lösungsschlüssel. Über einen Link zu ExamProblems auf Ihrer Kursseite freuen wir uns.

Name: ____________________   Datum: ____________

1.Leicht
f0fs​/2fs​ = ?2 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 2 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 2 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
124⋮4 ch∿01N = 161 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 4 Kanäle ab, jeden mit 1 kHz und 16-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 4fs = 1 kHzN = 16
Rb = kbit/s
3.Mittel
∿01N = 165 kHz? MB

Ein Recorder tastet einen Kanal mit 5 kHz mit einem 16-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 5 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 1fs = 5 kHzN = 16t = 5 min
M = MB
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​1200 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 1200 Baud im Format 8E1: 8 Datenbits, ein gerades Paritätsbit und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 1200 Bd8E1
RB = B/s
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 55 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 55 dB
N =
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​38400 Bd, 8E1

Ein 16-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 38400 Baud im Format 8E1 (Startbit, 8 Datenbits, gerade Parität, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 2 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 = 38400 BdN = 168E1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 4 kHz
  2. 2. Rb = 64 kbit/s
  3. 3. M = 3 MB
  4. 4. RB = 109,1 B/s
  5. 5. N = 9
  6. 6. fmax = 872,7 Hz

Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.