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 = 1010 V2ᴺ − 101 LSB

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

N = 10VFSR = 10 V
eq,max = mV
2.Leicht
f0fs​/2fs​ = ?50 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 50 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 50 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 7,2 kHzfs​ = 8 kHz

Eine Sinuswelle mit 7,2 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 8 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 7,2 kHzfs = 8 kHz
fa = Hz
4.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
5.Schwer
128⋮8 ch∿01tc​ = 1 µstset​ = 2,5 µsfs​ = ?

Ein 8-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 1 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 2,5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 8tc = 1 µstset = 2,5 µs
fs = kHz
6.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 =

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 4,883 mV
  2. 2. fs,min = 100 kHz
  3. 3. fa = 800 Hz
  4. 4. SQNR = 122,2 dB
  5. 5. fs = 35,71 kHz
  6. 6. N = 13

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