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 = 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
2.Leicht
Vin​N = 81 V2ᴺ − 101 LSB = ?

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

N = 8VFSR = 1 V
1 LSB = mV
3.Mittel
Vin​N = ?100 mm2ᴺ − 10≤ 0,05 mm

Ein Sensor misst Abstand über einen Bereich von 100 mm, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,05 mm auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 100 mmAuflösung = 0,05 mm
N =
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​1200 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 1200 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 = 1200 Bd8E1
RB = B/s
5.Schwer
f0fs​/2fs​280 Hz5f₁?

Eine Rechteckwelle mit 280 Hz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 1 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 5f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 280 Hzfs = 1 kHzOberschwingung: 5f₁
fa = Hz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​20 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 20 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als fclk/(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).

fclk = 20 MHzZiel = 4800 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 1,953 mV
  2. 2. 1 LSB = 3,906 mV
  3. 3. N = 11
  4. 4. RB = 109,1 B/s
  5. 5. fa = 400 Hz
  6. 6. e = 0,1603 %

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