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​ = ?10 kHz

Ein ADC tastet mit 10 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 10 kHz
fN = kHz
2.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
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​9600 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 9600 Baud im Format 8N1: 8 Datenbits, keine Parität und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 9600 Bd8N1
RB = B/s
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​115200 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 115200 Baud im Format 8N1: 8 Datenbits, keine Parität und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 115200 Bd8N1
RB = B/s
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​230400 Bd, 8E1

Ein 12-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 230400 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 = 230400 BdN = 128E1
fmax = Hz
6.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 85 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 85 dB
N =

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 5 kHz
  2. 2. Tb = 8,681 µs
  3. 3. RB = 960 B/s
  4. 4. RB = 11520 B/s
  5. 5. fmax = 5236 Hz
  6. 6. N = 14

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