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​ = ?5 kHz

Ein ADC tastet mit 5 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 5 kHz
fN = kHz
2.Leicht
123⋮3 ch∿01N = 1250 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 3 Kanäle ab, jeden mit 50 kHz und 12-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 3fs = 50 kHzN = 12
Rb = kbit/s
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​12·Tb​1200 Bd, 8E2

Ein UART sendet Bytes mit 1200 Baud im Format 8E2: 8 Datenbits, ein gerades Paritätsbit und 2 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 1200 Bd8E2
RB = B/s
4.Mittel
Vin​N = ?3,3 V2ᴺ − 10≤ 10 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V soll Schritte von 10 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 3,3 VAuflösung = 10 mV
N =
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 70 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 70 dB
N =
6.Schwer
1216⋮16 ch∿01tc​ = 1 µstset​ = 2,5 µsfs​ = ?

Ein 16-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 1 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 2,5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 16tc = 1 µstset = 2,5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 2,5 kHz
  2. 2. Rb = 1800 kbit/s
  3. 3. RB = 100 B/s
  4. 4. N = 9
  5. 5. N = 12
  6. 6. fs = 17,86 kHz

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