Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung mit Lösungen

Ein ADC tastet mit 40 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz f_N, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 20 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate f_s,min, die es ohne Aliasing erfasst.

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

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

Ein Mikrocontroller mit 12 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als f_clk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 2400 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

Ein 2-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 4 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 0,5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate f_s jedes Kanals in kHz.