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​ = ?50 kHz

Ein ADC tastet mit 50 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 50 kHz
fN = kHz
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
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​9600 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 9600 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 = 9600 Bd8E1
RB = B/s
4.Mittel
Vin​N = 810 V2ᴺ − 101 LSB2,625 V?

Ein 8-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 2,625 V.

N = 8VFSR = 10 VVin = 2,625 V
D =
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​38400 Bd, 8N1

Ein 16-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 38400 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 = 38400 BdN = 168N1
fmax = Hz
6.Schwer
124⋮4 ch∿01tc​ = 2,5 µstset​ = 5 µsfs​ = ?

Ein 4-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 = 4tc = 2,5 µstset = 5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 25 kHz
  2. 2. fN = 8 kHz
  3. 3. RB = 872,7 B/s
  4. 4. D = 67
  5. 5. fmax = 960 Hz
  6. 6. fs = 33,33 kHz

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