図の入出力関係となる回路はどれか。

解説

入力は一定時間だけ電圧がかかる矩形波（パルス）で、出力は立ち上がりの瞬間に大きく変化したあと指数関数的に減衰し、入力が0に戻る瞬間に逆向きに振れてから0に近づいています。これは入力の変化分だけが出力に現れる微分波形であり、コンデンサCを直列に、抵抗Rを出力側に並列に入れたCR微分回路（高域通過回路）の応答です。したがって選択肢2の回路が正しいです（公式正答2）。

選択肢ごとの解説

• 1. 抵抗Rを直列、コンデンサCを出力側に入れた回路は積分回路（低域通過回路）です。矩形波を入力すると、出力は指数関数的にゆっくり立ち上がり、ゆっくり下がる積分波形となり、図の出力とは異なります。正しくは：図の出力（微分波形）が得られるのは、Cを直列、Rを出力側に入れた選択肢2の回路です。選びやすい理由：同じRとCの組合せのため、配置の違いを見落としやすいためです。混同注意：CR微分回路とRC積分回路の配置の違い。
• 2. 正解。コンデンサCを直列、抵抗Rを出力側に入れたCR微分回路（高域通過回路）です。入力が変化した瞬間だけ出力に大きな電圧が現れ、その後は時定数CRで指数関数的に減衰するため、図の出力波形と一致します。
• 3. 抵抗だけの分圧回路では、出力は入力と同じ形の波形（大きさが小さくなるだけ）になり、図のような減衰する波形にはなりません。正しくは：図の出力が得られるのは選択肢2のCR微分回路です。
• 4. コイルLを直列、抵抗Rを出力側に入れた回路では、コイルが電流の急な変化を妨げるため、出力はゆっくり立ち上がる積分型の波形になります。図の出力とは異なります。正しくは：図の出力が得られるのは選択肢2のCR微分回路です。
• 5. コイルLとコンデンサCを組み合わせた回路は共振回路となり、出力は振動を伴う波形になります。図の出力とは異なります。正しくは：図の出力が得られるのは選択肢2のCR微分回路です。

国試ポイント

矩形波入力に対する出力波形（微分波形・積分波形）から、CR微分回路・RC積分回路などの回路構成を判断できるかが問われています。

混同注意

抵抗を直列、コンデンサを出力側に入れたRC回路（選択肢1）は積分回路（低域通過回路）で、出力はゆっくり立ち上がる波形になります。コイルLを直列に入れた回路（選択肢4・5）も急な変化を通しにくく、微分波形にはなりません。

次に同じ論点が出たら

同様の図が出題された場合は、矢印の方向と情報の流れ、特にデータが"保持"されている様子が示されているかどうかに注目して、記憶装置の機能と合致するかを判断します。また、CPUの機能について問われている場合は、演算と制御というキーワードに注目します。

関連知識

コンピュータの5大装置のうち、演算装置と制御装置を合わせてCPU（Central Processing Unit：中央処理装置）と呼びます。記憶装置にはRAM（Random Access Memory）やROM（Read Only Memory）などの種類があり、それぞれ役割が異なります。RAMは一時的なデータ保存に用いられ、ROMは基本的なシステムプログラムの保存に用いられます。