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
f0fs​/2fs​ = ?0,5 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 0,5 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 0,5 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
Vin​N = 145 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 14-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 14VFSR = 5 V
1 LSB = mV
3.Mittel
Vin​N = 85 V2ᴺ − 101 LSB2,914 V?

Ein 8-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 5 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 2,914 V.

N = 8VFSR = 5 VVin = 2,914 V
D =
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 12,5 kHzfs​ = 10 kHz

Eine Sinuswelle mit 12,5 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 12,5 kHzfs = 10 kHz
fa = kHz
5.Schwer
126⋮6 ch∿01tc​ = 10 µstset​ = 2 µsfs​ = ?

Ein 6-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 10 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 2 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 6tc = 10 µstset = 2 µs
fs = kHz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​9600 Bd, 8N1

Ein 12-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 9600 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 = 9600 BdN = 128N1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 1 kHz
  2. 2. 1 LSB = 0,3052 mV
  3. 3. D = 149
  4. 4. fa = 2,5 kHz
  5. 5. fs = 13,89 kHz
  6. 6. fmax = 240 Hz

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