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 = 102,5 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 10-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 10VFSR = 2,5 V
eq,max = mV
2.Leicht
Vin​N = 123,3 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 12-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 12VFSR = 3,3 V
1 LSB = mV
3.Mittel
122 ch∿01N = 1410 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 10 kHz mit einem 14-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 30 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 2fs = 10 kHzN = 14t = 30 min
M = MB
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 92,5 kHzfs​ = 50 kHz

Eine Sinuswelle mit 92,5 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 50 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 92,5 kHzfs = 50 kHz
fa = kHz
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​460800 Bd, 8N1

Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 460800 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 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 = 460800 BdN = 108N1
fmax = Hz
6.Schwer
122 ch∿01tc​ = 4 µstset​ = 0,5 µsfs​ = ?

Ein 2-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 4 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 0,5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 2tc = 4 µstset = 0,5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 1,221 mV
  2. 2. 1 LSB = 0,8057 mV
  3. 3. M = 72 MB
  4. 4. fa = 7,5 kHz
  5. 5. fmax = 11520 Hz
  6. 6. fs = 111,1 kHz

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