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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Name: ____________________   Datum: ____________

1.Leicht
∿01N = 100,5 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet einen Kanal mit 0,5 kHz und 10-Bit-Auflösung ab. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 1fs = 0,5 kHzN = 10
Rb = kbit/s
2.Leicht
123⋮3 ch∿01N = 125 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 3 Kanäle ab, jeden mit 5 kHz und 12-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 3fs = 5 kHzN = 12
Rb = kbit/s
3.Mittel
128⋮8 ch∿01N = 1220 kHz? MB

Ein Recorder tastet 8 Kanäle mit je 20 kHz mit einem 12-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 = 20 kHzN = 12t = 2 min
M = MB
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​19200 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 19200 Baud im Format 8E1: 8 Datenbits, ein gerades Paritätsbit und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 19200 Bd8E1
RB = B/s
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​57600 Bd, 8E1

Ein 12-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 57600 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 = 57600 BdN = 128E1
fmax = Hz
6.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 96 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 96 dB
N =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 5 kbit/s
  2. 2. Rb = 180 kbit/s
  3. 3. M = 38,4 MB
  4. 4. RB = 1745 B/s
  5. 5. fmax = 1309 Hz
  6. 6. N = 16

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