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​ = ?8 kHz

Ein ADC tastet mit 8 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 8 kHz
fN = kHz
2.Leicht
123⋮3 ch∿01N = 240,5 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 3 Kanäle ab, jeden mit 0,5 kHz und 24-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 3fs = 0,5 kHzN = 24
Rb = kbit/s
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 1,1 kHzfs​ = 1 kHz

Eine Sinuswelle mit 1,1 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 1 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 1,1 kHzfs = 1 kHz
fa = Hz
4.Mittel
122 ch∿01N = 241 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 1 kHz mit einem 24-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 = 1 kHzN = 24t = 10 min
M = MB
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 40 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 40 dB
N =
6.Schwer
T20 mV/°C×10∿01N = 12, 3,3 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 10-fach verstärkt und einem 12-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 3,3 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 20 mV/°CG = 10N = 12VFSR = 3,3 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 4 kHz
  2. 2. Rb = 36 kbit/s
  3. 3. fa = 100 Hz
  4. 4. M = 3,6 MB
  5. 5. N = 7
  6. 6. ΔTLSB = 0,004028 °C

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