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
Vin​N = 83,3 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 8-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 8VFSR = 3,3 V
1 LSB = mV
2.Leicht
Vin​N = 102,5 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 10-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 10VFSR = 2,5 V
eq,max = mV
3.Mittel
Vin​N = ?200 mm2ᴺ − 10≤ 0,5 mm

Ein Sensor misst Abstand über einen Bereich von 200 mm, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,5 mm auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 200 mmAuflösung = 0,5 mm
N =
4.Mittel
Vin​N = 102,5 V2ᴺ − 101 LSB0,755 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 0,755 V.

N = 10VFSR = 2,5 VVin = 0,755 V
D =
5.Schwer
f0fs​/2fs​2fs​2,24 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 2,24 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 8 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 Hz an.

f₁ = 2,24 kHzfs = 8 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = Hz
6.Schwer
126⋮6 ch∿01tc​ = 1 µstset​ = 1 µsfs​ = ?

Ein 6-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 1 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 1 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 6tc = 1 µstset = 1 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 12,89 mV
  2. 2. eq,max = 1,221 mV
  3. 3. N = 9
  4. 4. D = 309
  5. 5. fa = 320 Hz
  6. 6. fs = 83,33 kHz

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