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
f0fN​ = ?8 kHz

Ein ADC tastet mit 8 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 8 kHz
fN = kHz
2.Leicht
126⋮6 ch∿01N = 810 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 6 Kanäle ab, jeden mit 10 kHz und 8-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 6fs = 10 kHzN = 8
Rb = kbit/s
3.Mittel
Vin​N = ?300 mm2ᴺ − 10≤ 0,5 mm

Ein Sensor misst Abstand über einen Bereich von 300 mm, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,5 mm auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 300 mmAuflösung = 0,5 mm
N =
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 30 kHzfs​ = 50 kHz

Eine Sinuswelle mit 30 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 50 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 30 kHzfs = 50 kHz
fa = kHz
5.Schwer
T10 mV/°C×4∿01N = 12, 5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 4-fach verstärkt und einem 12-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 10 mV/°CG = 4N = 12VFSR = 5 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 40 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 40 dB
N =

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 4 kHz
  2. 2. Rb = 480 kbit/s
  3. 3. N = 10
  4. 4. fa = 20 kHz
  5. 5. ΔTLSB = 0,03052 °C
  6. 6. N = 7

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