信号の大きさの違いをパルスの幅の違いに変換する変調はどれか。
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出典:厚生労働省ホームページ(第65回臨床検査技師国家試験の問題および正答)。公共データ利用規約(第1.0版)に基づき利用。問題文・選択肢は公式の問題冊子のとおり掲載しています(文字の体裁を一部整えています)。解説は medimichi が作成したものです。
正解は5番
解説
PWM(Pulse Width Modulation)は、アナログ信号の瞬間的な振幅値に基づいて、生成されるパルス列の個々のパルスの幅(デューティサイクル)を変化させる変調方式です。これにより、アナログ情報をパルスの幅の違いとして表現します。
選択肢ごとの解説
- 1. PAMは、信号の振幅をパルスの振幅(高さ)の変化として表す変調方式です。パルスの幅や位置は変化しません。正しくは:信号の振幅の変化を、パルスそのものの振幅(高さ)の変化に変換する変調方式。選びやすい理由:パルス変調の一種であるため、他のパルス変調方式と混同しやすいかもしれません。混同注意:PWM、PPM、PCMなどの他のパルス変調方式。
- 2. PCMは、アナログ信号をデジタル化し、そのデジタルデータを符号(通常はバイナリコード)のパルス列として表現する変調方式です。信号の大きさを直接パルスの幅に変換するものではありません。正しくは:アナログ信号をサンプリング、量子化、符号化を経て、デジタルパルス列に変換する変調方式。選びやすい理由:最も一般的なデジタル変調方式の一つであり、パルスを使うため選択肢として魅力的に見える可能性があります。混同注意:他のアナログパルス変調方式(PAM, PWM, PPM)や、デジタル変調全般。
- 3. PFMは、アナログ信号の振幅の変化を、パルス列の周波数(パルス発生の間隔)の変化として表現する変調方式です。パルスの幅は一定です。正しくは:信号の振幅の変化を、パルス列の周波数(パルス間隔)の変化に変換する変調方式。選びやすい理由:PWMと同様にアナログ情報をパルスの特性で表現しますが、対象が「周波数」である点で異なります。混同注意:PWMやPPMなどの他のパルス変調方式。
- 4. PPMは、アナログ信号の振幅の変化を、基準パルスに対する各パルスの時間的な位置(間隔)の変化として表現する変調方式です。パルスの幅自体は一定です。正しくは:信号の振幅の変化を、パルスの時間的な位置(タイミング)の変化に変換する変調方式。選びやすい理由:PWMとPPMは、どちらもパルスの「時間的特性」を変調に用いるため、混同しやすいです。混同注意:PWM、PAM、PFMなどの他のパルス変調方式。
- 5. 正解。PWMは、アナログ信号の振幅(大きさ)に応じて、パルスの持続時間(幅)を変える変調方式です。例えば、信号の振幅が大きいほどパルスの幅を広くします。
国試ポイント
パルス変調方式の種類と、それぞれのアナログ信号のどの特性(振幅、幅、位置、周波数)をパルスのどの特性(振幅、幅、位置、周波数)に変換するかを正確に理解しているかが問われています。特に、PWMとPPM、PAMの違いは頻出です。
混同注意
PAM(パルス振幅変調)、PPM(パルス位置変調)、PFM(パルス周波数変調)。これらはすべてアナログ情報をパルス信号で伝送する変調方式ですが、情報をパルスのどのパラメータに変換するかが異なります。
次に同じ論点が出たら
同様の論点が出題された場合、各パルス変調方式の名前と、それがアナログ信号の何をパルス信号の何に変換するのかの対応関係を正確に理解できているかを再確認しましょう。特に、デジタル変調の代表であるPCMと、アナログパルス変調方式との違いを明確に区別できることが重要です。
関連知識
・PAM: アナログ信号の振幅をパルス振幅で表現。 ・PPM: アナログ信号の振幅をパルス位置で表現。 ・PWM: アナログ信号の振幅をパルス幅で表現。 ・PCM: アナログ信号をデジタル化(サンプリング、量子化、符号化)してパルス符号列で表現。