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
f0fN​ = ?2 kHz

Ein ADC tastet mit 2 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 2 kHz
fN = kHz
2.Leicht
Vin​N = 102,5 V2ᴺ − 101 LSB = ?

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

N = 10VFSR = 2,5 V
1 LSB = mV
3.Mittel
122 ch∿01N = 121 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 1 kHz mit einem 12-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 1 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 2fs = 1 kHzN = 12t = 1 min
M = MB
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​11·Tb​38400 Bd, 8N2

Ein UART sendet Bytes mit 38400 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 = 38400 Bd8N2
RB = B/s
5.Schwer
f0fs​/2fs​1,2 kHz5f₁?

Eine Rechteckwelle mit 1,2 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 5 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 5f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 1,2 kHzfs = 5 kHzOberschwingung: 5f₁
fa = Hz
6.Schwer
122 ch∿01tc​ = 2,5 µstset​ = 5 µsfs​ = ?

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

n = 2tc = 2,5 µstset = 5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 1 kHz
  2. 2. 1 LSB = 2,441 mV
  3. 3. M = 0,24 MB
  4. 4. RB = 3491 B/s
  5. 5. fa = 1000 Hz
  6. 6. fs = 66,67 kHz

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