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 = 1210 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 12-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 = 12VFSR = 10 V
eq,max = mV
2.Leicht
f0fN​ = ?25 kHz

Ein ADC tastet mit 25 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 25 kHz
fN = kHz
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​4800 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 4800 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 = 4800 Bd8E1
RB = B/s
4.Mittel
Vin​N = ?1000 kPa2ᴺ − 10≤ 1 kPa

Ein Sensor misst Druck über einen Bereich von 1000 kPa, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 1 kPa auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 1000 kPaAuflösung = 1 kPa
N =
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​10 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 10 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 38400 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 10 MHzZiel = 38400 Bd
e = %
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​4 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 4 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 = 4 MHzZiel = 57600 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 1,221 mV
  2. 2. fN = 12,5 kHz
  3. 3. RB = 436,4 B/s
  4. 4. N = 10
  5. 5. e = 1,725 %
  6. 6. e = 8,507 %

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