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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Name: ____________________   Datum: ____________

1.Leicht
Vin​N = 163,3 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 16-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 16VFSR = 3,3 V
eq,max = mV
2.Leicht
126⋮6 ch∿01N = 120,5 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 6 Kanäle ab, jeden mit 0,5 kHz und 12-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 6fs = 0,5 kHzN = 12
Rb = kbit/s
3.Mittel
Vin​N = 105 V2ᴺ − 11 LSB0,541 V?

Ein 10-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 5 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 0,541 V.

N = 10VFSR = 5 VVin = 0,541 V
D =
4.Mittel
Vin​N = 83,3 V2ᴺ − 11 LSB0,382 V?

Ein 8-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 0,382 V.

N = 8VFSR = 3,3 VVin = 0,382 V
D =
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​38400 Bd, 8N1

Ein 24-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 38400 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 3 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 = 248N1
fmax = Hz
6.Schwer
122 ch∿01tc​ = 5 µstset​ = 2 µsfs​ = ?

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

n = 2tc = 5 µstset = 2 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 0,02518 mV
  2. 2. Rb = 36 kbit/s
  3. 3. D = 110
  4. 4. D = 29
  5. 5. fmax = 640 Hz
  6. 6. fs = 71,43 kHz

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