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 20 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。

最も近いコードに丸める 8 ビットの ADC の入力範囲は 0〜1 V です。1 LSB = V_FSR/2ᴺ として、最大の量子化誤差 e_q,max を mV で求めなさい。

14 ビット ADC の、フルスケールの正弦波に対する理想的な信号対量子化雑音比 SQNR を求めなさい。

入力範囲が 0〜5 V の ADC が、2 mV 以下のステップを分解しなければなりません。最小のビット数 N を求めなさい。

6 kHz の方形波を、アンチエイリアシングフィルタなしで 20 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。

12 ビット ADC がすべてのサンプルを UART で 9600 baud、8E1 形式（スタートビット、データ 8 ビット、偶数パリティ、ストップビット 1 個）で送ります。各サンプルは 2 バイトの整数バイトで送られ、通信路は常にふさがっています。エイリアシングなしにサンプリングできる最高の信号周波数 f_max を Hz で求めなさい。