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
f0fs​/2fs​ = ?5 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 5 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 5 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?19200 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 19200 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 19200 Bd
Tb = µs
3.Mittel
Vin​N = 125 V2ᴺ − 101 LSB2,099 V?

Ein 12-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 5 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 2,099 V.

N = 12VFSR = 5 VVin = 2,099 V
D =
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​4800 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 4800 Baud im Format 8E1: 8 Datenbits, ein gerades Paritätsbit und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 4800 Bd8E1
RB = B/s
5.Schwer
T20 mV/°C×2∿01N = 8, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 2-fach verstärkt und einem 8-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 2,5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 20 mV/°CG = 2N = 8VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
f0fs​/2fs​2fs​1,75 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 1,75 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 5 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 Hz an.

f₁ = 1,75 kHzfs = 5 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 10 kHz
  2. 2. Tb = 52,08 µs
  3. 3. D = 1719
  4. 4. RB = 436,4 B/s
  5. 5. ΔTLSB = 0,2441 °C
  6. 6. fa = 2250 Hz

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