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​ = ?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
2.Leicht
f0fN​ = ?44,1 kHz

Ein ADC tastet mit 44,1 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 44,1 kHz
fN = kHz
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 800 Hzfs​ = 1 kHz

Eine Sinuswelle mit 800 Hz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 1 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 800 Hzfs = 1 kHz
fa = Hz
4.Mittel
Vin​N = 122,5 V2ᴺ − 101 LSB0,358 V?

Ein 12-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 0,358 V.

N = 12VFSR = 2,5 VVin = 0,358 V
D =
5.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 =
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​1 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 1 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als fclk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 9600 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 1 MHzZiel = 9600 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 2,5 kHz
  2. 2. fN = 22,05 kHz
  3. 3. fa = 200 Hz
  4. 4. D = 586
  5. 5. N = 13
  6. 6. e = −6,994 %

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