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
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?4800 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 4800 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 4800 Bd
Tb = µs
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
tTs​ = 1/fs​f = 45 kHzfs​ = 50 kHz

Eine Sinuswelle mit 45 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 50 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 45 kHzfs = 50 kHz
fa = kHz
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​57600 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 57600 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 = 57600 Bd8N1
RB = B/s
5.Schwer
124⋮4 ch∿01tc​ = 4 µstset​ = 2,5 µsfs​ = ?

Ein 4-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 4 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 = 4tc = 4 µstset = 2,5 µs
fs = kHz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​115200 Bd, 8N1

Ein 24-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 115200 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 3 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 = 115200 BdN = 248N1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Tb = 208,3 µs
  2. 2. eq,max = 0,07629 mV
  3. 3. fa = 5 kHz
  4. 4. RB = 5760 B/s
  5. 5. fs = 38,46 kHz
  6. 6. fmax = 1920 Hz

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