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​ = ?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
2.Leicht
Vin​N = 1210 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 12-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 = 12VFSR = 10 V
eq,max = mV
3.Mittel
124⋮4 ch∿01N = 122 kHz? MB

Ein Recorder tastet 4 Kanäle mit je 2 kHz mit einem 12-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 = 4fs = 2 kHzN = 12t = 5 min
M = MB
4.Mittel
Vin​N = ?2,5 V2ᴺ − 10≤ 0,2 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V soll Schritte von 0,2 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 2,5 VAuflösung = 0,2 mV
N =
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​460800 Bd, 8N1

Ein 12-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 460800 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 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 = 460800 BdN = 128N1
fmax = Hz
6.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 =

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 12,5 kHz
  2. 2. eq,max = 1,221 mV
  3. 3. M = 4,8 MB
  4. 4. N = 14
  5. 5. fmax = 11520 Hz
  6. 6. N = 16

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