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​ = ?1 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 1 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 1 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
124⋮4 ch∿01N = 245 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 4 Kanäle ab, jeden mit 5 kHz und 24-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 4fs = 5 kHzN = 24
Rb = kbit/s
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​11·Tb​9600 Bd, 8N2

Ein UART sendet Bytes mit 9600 Baud im Format 8N2: 8 Datenbits, keine Parität und 2 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 9600 Bd8N2
RB = B/s
4.Mittel
Vin​N = 82,5 V01 LSB2,359 V?

Ein 8-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 2,359 V.

N = 8VFSR = 2,5 VVin = 2,359 V
D =
5.Schwer
126⋮6 ch∿01tc​ = 2,5 µstset​ = 1 µsfs​ = ?

Ein 6-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 2,5 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 1 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 6tc = 2,5 µstset = 1 µs
fs = kHz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​460800 Bd, 8E1

Ein 12-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 460800 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 = 460800 BdN = 128E1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 2 kHz
  2. 2. Rb = 480 kbit/s
  3. 3. RB = 872,7 B/s
  4. 4. D = 241
  5. 5. fs = 47,62 kHz
  6. 6. fmax = 10473 Hz

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