46AM18｜第46回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

正答

3

この問題のポイント

この問題では、AD変換器の分解能を求めます。

AD変換器では、入力電圧範囲をビット数に応じた段階数に分けます。
10ビットなら、段階数は 2^10 = 1024 段階です。

解説

分解能は、1段階あたりの電圧幅です。

計算の流れは次の通りです。

1. 使う公式
   分解能 = フルスケール幅 / 量子化段階数

2. 単位変換
   フルスケール 10 Vp-p = 10 V = 10000 mV

3. 代入
   分解能 = 10000 mV / 1024

4. 計算
   10000 / 1024 = 9.77 mV

5. 選択肢の選び方
   9.77 mV は、およそ 10 mV です。
   したがって、正答は 3．10 mV です。

ひっかけポイント
10ビットを「10段階」と考えるのは誤りです。ビット数 N のAD変換器では、量子化段階数は 2^N 段階になります。

選択肢の確認

1．0.1 mV
誤り。
0.1 mVは小さすぎます。10 Vを1024段階に分けると、1段階はおよそ9.77 mVになります。

2．1 mV
誤り。
1 mVでは、10 Vの範囲を約10000段階に分けることになります。10ビットAD変換器の1024段階とは一致しません。

3．10 mV
正しい。
10ビットでは 2^10 = 1024 段階です。10 V = 10000 mV を1024で割ると約9.77 mVとなるため、およそ10 mVです。

4．0.1 V
誤り。
0.1 Vは100 mVです。これは実際の分解能である約9.77 mVより大きすぎます。

5．1 V
誤り。
1 Vでは10 Vを10段階程度にしか分けられません。10ビットAD変換器の分解能としては粗すぎます。

覚えるポイント

• AD変換器の分解能は、1段階あたりの入力電圧幅です。
• NビットAD変換器の量子化段階数は 2^N です。
• 10ビットでは 1024段階 と覚えます。
• フルスケールが 10 V の10ビットAD変換器では、分解能はおよそ 10 mV です。