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​ = ?1 kHz

Ein ADC tastet mit 1 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 1 kHz
fN = kHz
2.Leicht
f0fN​ = ?25 kHz

Ein ADC tastet mit 25 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 25 kHz
fN = kHz
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 1,6 kHzfs​ = 1 kHz

Eine Sinuswelle mit 1,6 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 1 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 1,6 kHzfs = 1 kHz
fa = Hz
4.Mittel
128⋮8 ch∿01N = 142 kHz? MB

Ein Recorder tastet 8 Kanäle mit je 2 kHz mit einem 14-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 2 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 8fs = 2 kHzN = 14t = 2 min
M = MB
5.Schwer
T10 mV/°C×20∿01N = 10, 10 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 20-fach verstärkt und einem 10-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 10 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 10 mV/°CG = 20N = 10VFSR = 10 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​115200 Bd, 8E1

Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 115200 Baud im Format 8E1 (Startbit, 8 Datenbits, gerade Parität, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 2 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 = 115200 BdN = 108E1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 0,5 kHz
  2. 2. fN = 12,5 kHz
  3. 3. fa = 400 Hz
  4. 4. M = 3,84 MB
  5. 5. ΔTLSB = 0,04883 °C
  6. 6. fmax = 2618 Hz

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