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 = 163,3 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 16-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 16VFSR = 3,3 V
1 LSB = mV
2.Leicht
Vin​N = 161 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 16-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 16VFSR = 1 V
1 LSB = mV
3.Mittel
Vin​N = ?200 °C2ᴺ − 10≤ 0,5 °C

Ein Sensor misst Temperatur über einen Bereich von 200 °C, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,5 °C auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 200 °CAuflösung = 0,5 °C
N =
4.Mittel
128⋮8 ch∿01N = 1420 kHz? MB

Ein Recorder tastet 8 Kanäle mit je 20 kHz mit einem 14-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 15 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 8fs = 20 kHzN = 14t = 15 min
M = MB
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​19200 Bd, 8E1

Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 19200 Baud im Format 8E1 (Startbit, 8 Datenbits, gerade Parität, 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 = 19200 BdN = 108E1
fmax = Hz
6.Schwer
f0fs​/2fs​4,4 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 4,4 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 20 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 7f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in kHz an.

f₁ = 4,4 kHzfs = 20 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 0,05035 mV
  2. 2. 1 LSB = 0,01526 mV
  3. 3. N = 9
  4. 4. M = 288 MB
  5. 5. fmax = 436,4 Hz
  6. 6. fa = 9,2 kHz

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