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
128⋮8 ch∿01N = 1050 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 8 Kanäle ab, jeden mit 50 kHz und 10-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 8fs = 50 kHzN = 10
Rb = kbit/s
2.Leicht
1216⋮16 ch∿01N = 1220 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 16 Kanäle ab, jeden mit 20 kHz und 12-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 16fs = 20 kHzN = 12
Rb = kbit/s
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 6,4 kHzfs​ = 4 kHz

Eine Sinuswelle mit 6,4 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 4 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 6,4 kHzfs = 4 kHz
fa = Hz
4.Mittel
Vin​N = 810 V2ᴺ − 101 LSB1,272 V?

Ein 8-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 1,272 V.

N = 8VFSR = 10 VVin = 1,272 V
D =
5.Schwer
1216⋮16 ch∿01tc​ = 10 µstset​ = 2,5 µsfs​ = ?

Ein 16-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 10 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 = 16tc = 10 µstset = 2,5 µs
fs = kHz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​4 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 4 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 19200 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 4 MHzZiel = 19200 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 4000 kbit/s
  2. 2. Rb = 3840 kbit/s
  3. 3. fa = 1600 Hz
  4. 4. D = 32
  5. 5. fs = 5 kHz
  6. 6. e = 0,1603 %

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