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 = 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
2.Leicht
Vin​N = 1610 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 16-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 10 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 16VFSR = 10 V
eq,max = mV
3.Mittel
Vin​N = 6VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 6-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 6
SQNR = dB
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​38400 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 38400 Baud im Format 8E1: 8 Datenbits, ein gerades Paritätsbit und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 38400 Bd8E1
RB = B/s
5.Schwer
f0fs​/2fs​1 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 1 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 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 kHz an.

f₁ = 1 kHzfs = 10 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = kHz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​8 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 8 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 57600 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 8 MHzZiel = 57600 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 2,441 mV
  2. 2. eq,max = 0,07629 mV
  3. 3. SQNR = 37,88 dB
  4. 4. RB = 3491 B/s
  5. 5. fa = 3 kHz
  6. 6. e = −3,549 %

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