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
Vin​N = 161 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 16-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 16VFSR = 1 V
eq,max = mV
2.Leicht
Vin​N = 85 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 8-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 8VFSR = 5 V
1 LSB = mV
3.Mittel
Vin​N = ?200 kPa2ᴺ − 10≤ 1 kPa

Ein Sensor misst Druck über einen Bereich von 200 kPa, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 1 kPa auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 200 kPaAuflösung = 1 kPa
N =
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​115200 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 115200 Baud im Format 8N1: 8 Datenbits, keine Parität und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 115200 Bd8N1
RB = B/s
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​24 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 24 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 4800 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 24 MHzZiel = 4800 Bd
e = %
6.Schwer
T10 mV/°C×2,5∿01N = 12, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 2,5-fach verstärkt und einem 12-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 2,5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 10 mV/°CG = 2,5N = 12VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 0,007629 mV
  2. 2. 1 LSB = 19,53 mV
  3. 3. N = 8
  4. 4. RB = 11520 B/s
  5. 5. e = −0,1597 %
  6. 6. ΔTLSB = 0,02441 °C

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