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​ = ?115200 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 115200 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 115200 Bd
Tb = µs
2.Leicht
f0fs​/2fs​ = ?2 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 2 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 2 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
Vin​N = ?5 V2ᴺ − 10≤ 0,1 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 5 V soll Schritte von 0,1 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 5 VAuflösung = 0,1 mV
N =
4.Mittel
Vin​N = ?10 V2ᴺ − 10≤ 1 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V soll Schritte von 1 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 10 VAuflösung = 1 mV
N =
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​8 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 8 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 9600 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 8 MHzZiel = 9600 Bd
e = %
6.Schwer
T10 mV/°C×20∿01N = 8, 3,3 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 20-fach verstärkt und einem 8-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 3,3 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 10 mV/°CG = 20N = 8VFSR = 3,3 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Tb = 8,681 µs
  2. 2. fs,min = 4 kHz
  3. 3. N = 16
  4. 4. N = 14
  5. 5. e = 0,1603 %
  6. 6. ΔTLSB = 0,06445 °C

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