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
f0fs​/2fs​ = ?50 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 50 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 50 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
Vin​N = ?10 V2ᴺ − 10≤ 5 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V soll Schritte von 5 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 10 VAuflösung = 5 mV
N =
4.Mittel
Vin​N = 24VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 24-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 24
SQNR = dB
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​12 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 12 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 = 12 MHzZiel = 9600 Bd
e = %
6.Schwer
128⋮8 ch∿01tc​ = 8 µstset​ = 2,5 µsfs​ = ?

Ein 8-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 8 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 = 8tc = 8 µstset = 2,5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 44 kHz
  2. 2. fs,min = 100 kHz
  3. 3. N = 11
  4. 4. SQNR = 146,2 dB
  5. 5. e = 0,1603 %
  6. 6. fs = 11,9 kHz

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