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
126⋮6 ch∿01N = 1020 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 6 Kanäle ab, jeden mit 20 kHz und 10-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 6fs = 20 kHzN = 10
Rb = kbit/s
2.Leicht
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?115200 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 115200 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 115200 Bd
Tb = µs
3.Mittel
Vin​N = 20VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 20-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 20
SQNR = dB
4.Mittel
122 ch∿01N = 165 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 5 kHz mit einem 16-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 15 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 2fs = 5 kHzN = 16t = 15 min
M = MB
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​2 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 2 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als fclk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 9600 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 2 MHzZiel = 9600 Bd
e = %
6.Schwer
f0fs​/2fs​9 kHz3f₁?

Eine Rechteckwelle mit 9 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 20 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 3f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in kHz an.

f₁ = 9 kHzfs = 20 kHzOberschwingung: 3f₁
fa = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 1200 kbit/s
  2. 2. Tb = 8,681 µs
  3. 3. SQNR = 122,2 dB
  4. 4. M = 18 MB
  5. 5. e = 0,1603 %
  6. 6. fa = 7 kHz

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