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
128⋮8 ch∿01N = 848 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 8 Kanäle ab, jeden mit 48 kHz und 8-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 8fs = 48 kHzN = 8
Rb = kbit/s
2.Leicht
f0fN​ = ?25 kHz

Ein ADC tastet mit 25 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 25 kHz
fN = kHz
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 12 kHzfs​ = 10 kHz

Eine Sinuswelle mit 12 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 12 kHzfs = 10 kHz
fa = kHz
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​57600 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 57600 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 = 57600 Bd8N1
RB = B/s
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 96 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 96 dB
N =
6.Schwer
126⋮6 ch∿01tc​ = 2 µstset​ = 2,5 µsfs​ = ?

Ein 6-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 2 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 2,5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 6tc = 2 µstset = 2,5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 3072 kbit/s
  2. 2. fN = 12,5 kHz
  3. 3. fa = 2 kHz
  4. 4. RB = 5760 B/s
  5. 5. N = 16
  6. 6. fs = 37,04 kHz

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