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​ = ?1 kHz

Ein ADC tastet mit 1 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 1 kHz
fN = kHz
2.Leicht
128⋮8 ch∿01N = 102 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 8 Kanäle ab, jeden mit 2 kHz und 10-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 8fs = 2 kHzN = 10
Rb = kbit/s
3.Mittel
Vin​N = 103,3 V2ᴺ − 101 LSB2,057 V?

Ein 10-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 2,057 V.

N = 10VFSR = 3,3 VVin = 2,057 V
D =
4.Mittel
122 ch∿01N = 161 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 1 kHz mit einem 16-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 10 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 2fs = 1 kHzN = 16t = 10 min
M = MB
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 60 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 60 dB
N =
6.Schwer
f0fs​/2fs​240 Hz5f₁?

Eine Rechteckwelle mit 240 Hz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 2 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 5f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 240 Hzfs = 2 kHzOberschwingung: 5f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 0,5 kHz
  2. 2. Rb = 160 kbit/s
  3. 3. D = 638
  4. 4. M = 2,4 MB
  5. 5. N = 10
  6. 6. fa = 800 Hz

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