解答つきデータ収録とサンプリングワークシート

データロガーが 16 チャネルをそれぞれ 5 kHz、12 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。

ADC が 48 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。

UART が 38400 baud で、8E1 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 1 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。

センサが 圧力 を 500 kPa の範囲で測定し、その出力が ADC の入力範囲全体を満たします。読み取りは 0.1 kPa を分解できなければなりません。ADC に必要な最小のビット数 N を求めなさい。

24 ビット ADC がすべてのサンプルを UART で 460800 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 3 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。

温度センサが 10 mV/°C（0 °C で 0 V）を出力します。その信号を 4 倍に増幅し、入力範囲 0〜5 V の 8 ビット ADC に入力します（1 LSB = V_FSR/2ᴺ）。1 LSB に対応する温度変化 ΔT_LSB を求めなさい。