Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung mit Lösungen

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 10 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate f_s,min, die es ohne Aliasing erfasst.

Ein 8-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = V_FSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

Eine Sinuswelle mit 2,6 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 4 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz f_a erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

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

Ein Mikrocontroller mit 10 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als f_clk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 4800 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 9600 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 f_max, die ohne Aliasing abgetastet werden kann, in Hz.