2. 医用電子機器 459
答 問229：2，問230：3，問231：3
入 力
0
時 間
0
電 圧
出 力
0
時 間
0
電 圧
出 力
入 力
1
．
2
．
3
．
4
．
5
．
R
C
出 力
入 力
R
1
L
R
2
出 力
入 力
R
出 力
入 力
C
R
L
出 力
入 力
C
作問のねらい CR回路の理解度を評価する問題
である。CR回路と微分回路または積分回路の関係
を十分に理解しておく必要がある。
〔注解〕 設問図はパルス波の入力電圧を，ある回路
に加えた時の出力電圧が時間とともに指数関数的に
減少する特性を呈している（微分回路）。この応答
はCR回路の過渡現象と呼ばれる。ここでは，微分
回路を選択すればよい。
C
CR回路
入力波形
出力波形
R
E＝E
0
（e－ t）
時定数τ
E
0
時間
CR
1
－ ≒37％
e
1
1．と4．は積分回路である。
入力波形
出力波形
E＝E
0
（e－ t）
時定数τ
E
0
時間
CR
1
1－ ≒63％
e
1
5．は一種の共振回路である。
f
0
＝─
1
f
0
電流
共振周波数
周波数
2π LC
問 230★
【Ⅹ─①─3─B】（ID 2018098）
8bitのAD変換器で0〜2.5Vの電圧を変換す
るとき，電圧の分解能に最も近いのはどれか。
1． 1mV
2． 5mV
3．10mV
4．16mV
5．20mV
作問のねらい AD変換器の理解度を評価する問
題である。AD変換における標本化（サンプリング），
量子化，符号化の過程や処理を十分に理解しておく
必要がある。
〔注解〕 設問はAD変換における量子化の問題であ
る。8bitのAD変換器は，2
8
＝256，つまりY軸（電
圧）を256点（量子の倍数）に分解し，値を近似させ
る。信号（電圧）は0〜2.5（V）の間にあるため，分
解能は2.5（V）＝2500（mV）より，2500÷256≒
9.7656…≒10（mV）となる。
ちなみに，量子化の過程で量子化誤差が発現す
る。また，8bitよりも16bitの方が電圧変化を精密
に反映できる。
問 231★
【Ⅹ─①─4─A】（ID 2018196）
磁場を起電力に変換するトランスデューサは
どれか。
1．ストレンゲージ
2．差動トランス
3．ホール素子
4．サーミスタ
5．圧電素子
作問のねらい センサ・トランスデューサの理解
度を評価する問題である。センサ・トランスデュー
サの原理と用途を十分に理解しておく必要がある。
〔注解〕 1．ストレンゲージ（歪みゲージ）は歪みや
変位を抵抗値変化に変換する。
2．差動トランスはコイル内の可動鉄心（コア）の
位置を1次コイルに電流を流すことで誘導される2
次コイルの誘起電圧としてとらえ，これを直流電圧
に変換する。
3．ホール素子は磁場を起電力に変換する。
4．サーミスタは温度高低を抵抗値変化に変換す
る。電子体温計に利用されている。
5．圧電素子（ピエゾ素子）は圧力素子に加えられ
た力や振動を起電力に変換したり，反対に電圧を振
動や力に変換する。超音波振動子として利用されて
いる。
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