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 = 1610 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 16-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 10 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 16VFSR = 10 V
1 LSB = mV
2.Leicht
f0fN​ = ?16 kHz

Ein ADC tastet mit 16 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 16 kHz
fN = kHz
3.Mittel
Vin​N = ?500 kPa2ᴺ − 10≤ 1 kPa

Ein Sensor misst Druck über einen Bereich von 500 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 = 500 kPaAuflösung = 1 kPa
N =
4.Mittel
128⋮8 ch∿01N = 1610 kHz? MB

Ein Recorder tastet 8 Kanäle mit je 10 kHz mit einem 16-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 = 10 kHzN = 16t = 2 min
M = MB
5.Schwer
T1 mV/°C×5∿01N = 12, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 1 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 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 = 1 mV/°CG = 5N = 12VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 40 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 40 dB
N =

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 0,1526 mV
  2. 2. fN = 8 kHz
  3. 3. N = 9
  4. 4. M = 19,2 MB
  5. 5. ΔTLSB = 0,1221 °C
  6. 6. N = 7

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