46AM12｜第46回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

正答

2

この問題のポイント

この問題では、矩形波を積分したときの波形が問われています。

波形Aは、ある時間だけ一定の正の値をとり、その前後は0になる正の矩形波です。

積分波形では、入力波形の値がそのまま「出力の傾き」になります。

解説

積分では、波形の面積を時間とともに足し合わせていきます。

図の波形Aは、次のように考えます。

• 立ち上がり前：波形Aは0
• パルス中：波形Aは一定の正の値
• 立ち下がり後：波形Aは0

積分波形では、入力が0の間は値が変化しません。つまり水平になります。

一方、入力が一定の正の値になっている間は、一定の割合で積分値が増えます。したがって、波形は右上がりの直線になります。

そして、入力が再び0に戻った後は、それ以上積分値が増えないため、一定値のまま水平になります。

この形に一致するのは、0から始まり、パルス中に直線的に上昇し、その後一定になる波形である2です。

図で見るポイント
波形Aの高さそのものを見るだけでなく、「その時刻で積分波形が増えるか、減るか、変化しないか」を確認します。

選択肢の確認

1．
誤り。指数関数的に立ち上がる波形です。これはRC回路の充電波形のような形であり、一定値の矩形波を単純に積分した直線的な増加ではありません。

2．
正しい。波形Aが正の一定値をとっている間、積分値は一定の傾きで直線的に増加します。その後、波形Aが0に戻ると積分値は一定になります。

3．
誤り。立ち上がり時に大きな値をとり、その後0へ減衰する波形です。これは微分波形や放電波形のような形で、矩形波の積分ではありません。

4．
誤り。時間とともに直線的に減少しています。正の矩形波を積分すると値は増加するため、減少波形にはなりません。

5．
誤り。波形Aと同じ矩形波です。積分すると元の矩形波のままではなく、パルス中に直線的に増加する波形になります。

覚えるポイント

• 積分波形では、入力値が出力波形の傾きになる。
• 入力が0の間、積分波形は水平になる。
• 入力が正の一定値の間、積分波形は直線的に増加する。
• 正の矩形波を積分すると、立ち上がり中ではなく、パルス幅の間にランプ状の波形になる。