解答つきデータ収録とサンプリングワークシート

UART 通信が 4800 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。

データロガーが 1 チャネルを 44.1 kHz、16 ビットの分解能でサンプリングします。生のデータレート R_b を kbit/s で求めなさい。

入力範囲 0〜10 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 3.533 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 4 チャネルを各 5 kHz、24 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。1 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。

クロック 4 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 9600 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）。

8 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 3f₁ はどの周波数 f_a に現れますか。kHz で答えなさい。