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
f0fs​/2fs​ = ?4 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 4 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 4 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?57600 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 57600 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 57600 Bd
Tb = µs
3.Mittel
Vin​N = 102,5 V2ᴺ − 101 LSB0,973 V?

Ein 10-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 0,973 V.

N = 10VFSR = 2,5 VVin = 0,973 V
D =
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 6,5 kHzfs​ = 10 kHz

Eine Sinuswelle mit 6,5 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 = 6,5 kHzfs = 10 kHz
fa = kHz
5.Schwer
f0fs​/2fs​1,8 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 1,8 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 7f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in kHz an.

f₁ = 1,8 kHzfs = 10 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = kHz
6.Schwer
T10 mV/°C×20∿01N = 10, 10 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 20-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 = 10 mV/°CG = 20N = 10VFSR = 10 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 8 kHz
  2. 2. Tb = 17,36 µs
  3. 3. D = 398
  4. 4. fa = 3,5 kHz
  5. 5. fa = 2,6 kHz
  6. 6. ΔTLSB = 0,04883 °C

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