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​ = ?57600 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 57600 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 57600 Bd
Tb = µs
2.Leicht
124⋮4 ch∿01N = 2444,1 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 4 Kanäle ab, jeden mit 44,1 kHz und 24-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 4fs = 44,1 kHzN = 24
Rb = kbit/s
3.Mittel
Vin​N = ?100 mm2ᴺ − 10≤ 0,2 mm

Ein Sensor misst Abstand über einen Bereich von 100 mm, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,2 mm auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 100 mmAuflösung = 0,2 mm
N =
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 65 kHzfs​ = 100 kHz

Eine Sinuswelle mit 65 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 100 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 65 kHzfs = 100 kHz
fa = kHz
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​1 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 1 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 2400 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 1 MHzZiel = 2400 Bd
e = %
6.Schwer
122 ch∿01tc​ = 5 µstset​ = 2,5 µsfs​ = ?

Ein 2-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 5 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 2,5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 2tc = 5 µstset = 2,5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Tb = 17,36 µs
  2. 2. Rb = 4234 kbit/s
  3. 3. N = 9
  4. 4. fa = 35 kHz
  5. 5. e = 0,1603 %
  6. 6. fs = 66,67 kHz

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