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
f0fs​/2fs​ = ?22 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 22 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 22 kHz
fs,min = kHz
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 = 10VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 10-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 10
SQNR = dB
4.Mittel
Vin​N = 1210 V2ᴺ − 101 LSB4,845 V?

Ein 12-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 4,845 V.

N = 12VFSR = 10 VVin = 4,845 V
D =
5.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 =
6.Schwer
f0fs​/2fs​960 Hz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 960 Hz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 8 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 = 960 Hzfs = 8 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 44 kHz
  2. 2. fN = 2,5 kHz
  3. 3. SQNR = 61,96 dB
  4. 4. D = 1984
  5. 5. N = 16
  6. 6. fa = 1280 Hz

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