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【電験三種:理論】令和6年度上期 問18

電験三種令和6年度上期理論問18 令和6年度上期

概要

過去、平成20年度問18で出題されています。
AM変調・復調の論説と一部計算問題です。

(a)問題は基本知識レベルの問題なので回答したいところです。
(b)問題は、どちらが信号波か、搬送波か迷うかと思いますが、絞り込みやすい選択肢が用意されているため回答できると思います。
難しそうだと思っても、挑戦してみると意外と解けるかもしれません。

キーワード
AM変調、搬送波、信号波、変調波、検波、変調率

 

問題

無線通信で行われるアナログ変調・復調に関する記述について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a) 無線通信で音声や画像などの情報を送る場合、送信側においては、情報を電気信号(信号波)に変換する。次に信号波より\fbox{ (ア) }周波数の搬送波に信号波を含ませて得られる信号を送信する。

受信側では、搬送波と信号波の二つの成分を含むこの信号から\fbox{ (イ) }の成分だけを取り出すことによって、音声や画像などの情報を得る。搬送波に信号波を含ませる操作を変調という。

\fbox{ (ウ) }の搬送波を用いる基本的な変調方式として、振幅変調(AM)、周波数変調(FM)、位相変調(PM)がある。

搬送波を変調して得られる信号からもとの信号波を取り出す操作を復調又は\fbox{ (エ) }という。

上記の記述中の空白箇所(ア)~(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

 (ア)(イ)(ウ)(エ)
(1)高い信号波三角波検波
(2)高い信号波正弦波検波
(3)高い搬送波三角波増幅
(4)低い信号波三角波増幅
(5)低い搬送波正弦波検波

 


(b) 図1は、トランジスタの\fbox{ (ア) }に信号波の電圧を加えて振幅変調を行う回路の原理図である。電圧v_1,v_2,v_3の波形を同時に計測したところ図2のいずれかであった。

このとき、電圧v_1の波形は\fbox{ (イ) }v_2の波形は\fbox{ (ウ) }v_3の波形は\fbox{ (エ) }である。

図2のグラフより振幅変調の変調率を計算すると約\fbox{ (オ) }%となる。

上記の記述中の空白箇所(ア)~(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

ただし、図2のそれぞれの電圧波形間の位相関係は無視するものとする。

(ア)(イ)(ウ)(エ)(オ)
(1)コレクタ図2(c)図2(a)図2(b)33
(2)コレクタ図2(c)図2(b)図2(a)67
(3)ベース図2(b)図2(a)図2(c)50
(4)エミッタ図2(b)図2(c)図2(a)67
(5)ベース図2(c)図2(a)図2(b)33

 

答え

(a)(2)
(b)(5)

解説テキスト リンク

 

回答解説

(a)問題の解答

【信号波】
信号波は、音声・映像等々の、送りたい情報の波です。
受信機では、変調波から受け取った信号の中から(イ)信号波の成分だけを取り出すことによって、送信機から送られてきた音声・映像等の情報を得ることが出来ます。
受信機内で変調波の中から信号波を取り出すことを、復調または(エ)検波と呼びます。

【搬送波】
送信機・受信機間を電波としてつなげる高周波の波です。
搬送波は、(ア)信号波よりも高い特定の周波数の(ウ)正弦波で作られていて、信号波の情報を乗せるために使用されます。
受信機に到達した時点で役目を終えるため、復調回路の出力端子に搬送波がなくなることが求められます。


したがって、(a)問題は(2) が答えです。

 

(b)問題の解答


図1に入る信号を書き込むと、上図のようになります。

図から、トランジスタの(ア)ベースに信号波の電圧、搬送波の電圧を入力していることが分かります。

電圧v_1は、搬送波の波形で(イ)図2(c)です。

電圧v_2は、信号波の波形で(ウ)図2(a)です。

電圧v_3は、変調波の波形で(エ)図2(b)です。

図2のグラフから振幅変調の変調率を計算すると、

\displaystyle \frac{8-4}{8+4}=33.3%

したがって、(オ)33%です。

以上より、(b)問題は(5) が答えです。

 

出典元

一般財団法人電気技術者試験センター (https://www.shiken.or.jp/index.html)
令和6年度上期 第三種電気主任技術者試験 理論科目B問題問18

参考書

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