解答つきデータ収録とサンプリングワークシート

センサ信号に最大 25 kHz の周波数が含まれています。エイリアシングなしに捉えられる最小サンプリング周波数 f_s,min を求めなさい。

UART 通信が 57600 baud で動いています。1 ビットの長さ T_b を µs で求めなさい。

レコーダが 1 チャネルを 20 kHz、10 ビット ADC でサンプリングします。各サンプルは整数バイトで保存されます。5 分間の記録に必要なメモリ M を MB（1 MB = 10⁶ バイト）で求めなさい。

UART が 1200 baud で、8E2 形式（データ 8 ビット、偶数パリティビット、ストップビット 2 個、さらにスタートビット）でバイトを送ります。毎秒転送できるデータバイト数の最大値を求めなさい。

4 kHz の方形波を、アンチエイリアシングフィルタなしで 10 kHz でサンプリングします。方形波には奇数次の高調波 3f₁、5f₁、7f₁、… が含まれます。サンプリングされたデータでは、高調波 7f₁ はどの周波数 f_a に現れますか。kHz で答えなさい。

クロック 12 MHz のマイクロコントローラが、UART のボーレートを f_clk/(16·D) に設定します。D は最も近い値に丸めた整数です。目標は 2400 baud です。実際のボーレートの誤差を百分率で求めなさい（速すぎる場合を正とします）。