解答つきデータ収録とサンプリングワークシート

ADC が 20 kHz でサンプリングしています。エイリアシングなしに表現できる最高の信号周波数であるナイキスト周波数 f_N を求めなさい。

14 ビットの ADC の入力範囲は 0〜1 V です。1 LSB = V_FSR/2ᴺ として、1 LSB の大きさを mV で求めなさい。

入力範囲 0〜5 V の 10 ビット ADC が切り捨てを行い、その出力コードは ⌊V_in/LSB⌋、1 LSB = V_FSR/2ᴺ です。入力 3.713 V に対する 10 進の出力コード D を求めなさい。

レコーダが 1 チャネルを 2 kHz、16 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。

10 ビット ADC がすべてのサンプルを UART で 19200 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。

クロック 24 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 38400 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）。