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 = 163,3 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 16-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 16VFSR = 3,3 V
eq,max = mV
2.Leicht
f0fN​ = ?5 kHz

Ein ADC tastet mit 5 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 5 kHz
fN = kHz
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
tTs​ = 1/fs​f = 1,6 kHzfs​ = 2 kHz

Eine Sinuswelle mit 1,6 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 2 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 1,6 kHzfs = 2 kHz
fa = Hz
5.Schwer
f0fs​/2fs​2fs​300 Hz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 300 Hz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 1 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 7f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 300 Hzfs = 1 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = Hz
6.Schwer
f0fs​/2fs​4,4 kHz3f₁?

Eine Rechteckwelle mit 4,4 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 = 4,4 kHzfs = 20 kHzOberschwingung: 3f₁
fa = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 0,02518 mV
  2. 2. fN = 2,5 kHz
  3. 3. SQNR = 122,2 dB
  4. 4. fa = 400 Hz
  5. 5. fa = 100 Hz
  6. 6. fa = 6,8 kHz

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