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
122 ch∿01N = 1248 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 2 Kanäle ab, jeden mit 48 kHz und 12-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 2fs = 48 kHzN = 12
Rb = kbit/s
2.Leicht
f0fs​/2fs​ = ?15 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 15 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 15 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
Vin​N = 1010 V2ᴺ − 101 LSB5,398 V?

Ein 10-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 5,398 V.

N = 10VFSR = 10 VVin = 5,398 V
D =
4.Mittel
Vin​N = 123,3 V2ᴺ − 101 LSB0,957 V?

Ein 12-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 0,957 V.

N = 12VFSR = 3,3 VVin = 0,957 V
D =
5.Schwer
f0fs​/2fs​480 Hz5f₁?

Eine Rechteckwelle mit 480 Hz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 2 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 5f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 480 Hzfs = 2 kHzOberschwingung: 5f₁
fa = Hz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​460800 Bd, 8E1

Ein 16-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 460800 Baud im Format 8E1 (Startbit, 8 Datenbits, gerade Parität, 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 = 168E1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 1152 kbit/s
  2. 2. fs,min = 30 kHz
  3. 3. D = 552
  4. 4. D = 1187
  5. 5. fa = 400 Hz
  6. 6. fmax = 10473 Hz

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