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
1216⋮16 ch∿01N = 165 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 16 Kanäle ab, jeden mit 5 kHz und 16-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 16fs = 5 kHzN = 16
Rb = kbit/s
2.Leicht
Vin​N = 810 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 8-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 = 8VFSR = 10 V
eq,max = mV
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​9600 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 9600 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 = 9600 Bd8E1
RB = B/s
4.Mittel
Vin​N = 125 V2ᴺ − 101 LSB3,947 V?

Ein 12-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 3,947 V.

N = 12VFSR = 5 VVin = 3,947 V
D =
5.Schwer
T1 mV/°C×2∿01N = 8, 5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 1 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 2-fach verstärkt und einem 8-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 1 mV/°CG = 2N = 8VFSR = 5 V
ΔTLSB = °C
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 19200 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 4 MHzZiel = 19200 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 1280 kbit/s
  2. 2. eq,max = 19,53 mV
  3. 3. RB = 872,7 B/s
  4. 4. D = 3233
  5. 5. ΔTLSB = 9,766 °C
  6. 6. e = 0,1603 %

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