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​ = ?100 kHz

Ein ADC tastet mit 100 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 100 kHz
fN = kHz
2.Leicht
f0fN​ = ?44,1 kHz

Ein ADC tastet mit 44,1 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 44,1 kHz
fN = kHz
3.Mittel
Vin​N = 83,3 V2ᴺ − 101 LSB1,787 V?

Ein 8-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 1,787 V.

N = 8VFSR = 3,3 VVin = 1,787 V
D =
4.Mittel
Vin​N = ?5 V2ᴺ − 10≤ 10 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 5 V soll Schritte von 10 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 5 VAuflösung = 10 mV
N =
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​12 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 12 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 57600 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 12 MHzZiel = 57600 Bd
e = %
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​230400 Bd, 8E1

Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 230400 Baud im Format 8E1 (Startbit, 8 Datenbits, gerade Parität, 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 = 230400 BdN = 108E1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 50 kHz
  2. 2. fN = 22,05 kHz
  3. 3. D = 138
  4. 4. N = 9
  5. 5. e = 0,1603 %
  6. 6. fmax = 5236 Hz

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