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 = 105 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 10-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 10VFSR = 5 V
1 LSB = mV
2.Leicht
1216⋮16 ch∿01N = 2410 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 16 Kanäle ab, jeden mit 10 kHz und 24-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 16fs = 10 kHzN = 24
Rb = kbit/s
3.Mittel
128⋮8 ch∿01N = 105 kHz? MB

Ein Recorder tastet 8 Kanäle mit je 5 kHz mit einem 10-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 = 5 kHzN = 10t = 2 min
M = MB
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 5,75 kHzfs​ = 5 kHz

Eine Sinuswelle mit 5,75 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 5 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 5,75 kHzfs = 5 kHz
fa = Hz
5.Schwer
f0fs​/2fs​800 Hz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 800 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 = 800 Hzfs = 8 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = Hz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​4 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 4 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 19200 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 4 MHzZiel = 19200 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 4,883 mV
  2. 2. Rb = 3840 kbit/s
  3. 3. M = 9,6 MB
  4. 4. fa = 750 Hz
  5. 5. fa = 2400 Hz
  6. 6. e = 0,1603 %

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