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 = 141 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 14-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 14VFSR = 1 V
eq,max = mV
2.Leicht
Vin​N = 81 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 8-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 8VFSR = 1 V
eq,max = mV
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 7,4 kHzfs​ = 4 kHz

Eine Sinuswelle mit 7,4 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 4 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 7,4 kHzfs = 4 kHz
fa = Hz
4.Mittel
122 ch∿01N = 105 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 5 kHz mit einem 10-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 = 5 kHzN = 10t = 10 min
M = MB
5.Schwer
f0fs​/2fs​1 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 1 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 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 = 1 kHzfs = 10 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = kHz
6.Schwer
T20 mV/°C×1∿01N = 8, 5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 1-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 = 20 mV/°CG = 1N = 8VFSR = 5 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 0,03052 mV
  2. 2. eq,max = 1,953 mV
  3. 3. fa = 600 Hz
  4. 4. M = 12 MB
  5. 5. fa = 3 kHz
  6. 6. ΔTLSB = 0,9766 °C

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