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
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?9600 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 9600 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 9600 Bd
Tb = µs
2.Leicht
Vin​N = 123,3 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 12-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 = 12VFSR = 3,3 V
eq,max = mV
3.Mittel
Vin​N = 122,5 V2ᴺ − 101 LSB1,472 V?

Ein 12-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 1,472 V.

N = 12VFSR = 2,5 VVin = 1,472 V
D =
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 1,7 kHzfs​ = 2 kHz

Eine Sinuswelle mit 1,7 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 2 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 1,7 kHzfs = 2 kHz
fa = Hz
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 75 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 75 dB
N =
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​9600 Bd, 8N1

Ein 24-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 9600 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 = 9600 BdN = 248N1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Tb = 104,2 µs
  2. 2. eq,max = 0,4028 mV
  3. 3. D = 2411
  4. 4. fa = 300 Hz
  5. 5. N = 13
  6. 6. fmax = 160 Hz

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