解答つきデータ収録とサンプリングワークシート

無料で印刷できるデータ収録とサンプリングのワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
128⋮8 ch∿01N = 1248 kHz? kbit/s

データロガーが 8 チャネルをそれぞれ 48 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 Rb を kbit/s で求めなさい。

n = 8fs = 48 kHzN = 12
Rb = kbit/s
2.やさしい
Vin​N = 1010 V2ᴺ − 101 LSB = ?

10 ビットの ADC の入力範囲は 0〜10 V です。1 LSB = VFSR/2ᴺ として、1 LSB の大きさを mV で求めなさい。

N = 10VFSR = 10 V
1 LSB = mV
3.ふつう
124⋮4 ch∿01N = 1220 kHz? MB

レコーダが 4 チャネルを各 20 kHz、12 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。

n = 4fs = 20 kHzN = 12t = 1 min
M = MB
4.ふつう
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​11·Tb​2400 Bd, 8N2

UART が 2400 baud で、8N2 形式(データ 8 ビット、パリティなし、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。

baud = 2400 Bd8N2
RB = B/s
5.むずかしい
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

オーディオの測定で、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が少なくとも 85 dB 必要です。ADC の最小ビット数 N を求めなさい。

SQNR ≥ 85 dB
N =
6.むずかしい
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​230400 Bd, 8N1

16 ビット ADC がすべてのサンプルを UART で 230400 baud、8N1 形式(スタートビット、データ 8 ビット、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 fmax を Hz で求めなさい。

baud = 230400 BdN = 168N1
fmax = Hz

解答

  1. 1. Rb = 4608 kbit/s
  2. 2. 1 LSB = 9.766 mV
  3. 3. M = 9.6 MB
  4. 4. RB = 218.2 B/s
  5. 5. N = 14
  6. 6. fmax = 5760 Hz

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。