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 = 82,5 V2ᴺ − 101 LSB = ?

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

N = 8VFSR = 2,5 V
1 LSB = mV
2.Leicht
Vin​N = 142,5 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 14-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 14VFSR = 2,5 V
eq,max = mV
3.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
4.Mittel
∿01N = 142 kHz? MB

Ein Recorder tastet einen Kanal mit 2 kHz mit einem 14-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 = 1fs = 2 kHzN = 14t = 1 min
M = MB
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​460800 Bd, 8N1

Ein 12-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 460800 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 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 = 128N1
fmax = Hz
6.Schwer
f0fs​/2fs​4,8 kHz5f₁?

Eine Rechteckwelle mit 4,8 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 20 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 kHz an.

f₁ = 4,8 kHzfs = 20 kHzOberschwingung: 5f₁
fa = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 9,766 mV
  2. 2. eq,max = 0,07629 mV
  3. 3. RB = 11520 B/s
  4. 4. M = 0,24 MB
  5. 5. fmax = 11520 Hz
  6. 6. fa = 4 kHz

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