令和2年度 10月 午前 問22

✓ これが正解イ一定の高さ（High／Low の2値）で，パルスの幅を変えた矩形波の列

解説

電圧を2値のままパルス幅で変える矩形波の列です。

この設問は、モータの速度制御などに使う PWM の駆動波形を、平滑を加えない生の状態でどう見えるかを問うています。ですから、電圧の値そのものを何段階に変えているのか、それとも変えていないのかという一点で見分けます。PWM の考え方は、電圧の高さは変えず、電圧を高い側に保つ時間の長さを伸縮させて平均の電力を上げ下げするというものです。したがって、出力はいつも高い側と低い側のどちらかを取る2値で、周期は一定のまま、高い時間の割合、いわゆるデューティ比が変わっていく形になります。生の波形ですから、なだらかに変化する山や階段状の形にはなりません。電圧を2段階しか使っていない矩形の列であれば、駆動の生波形として当てはまります。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

• ア幅が一定で高さ（電圧）が変わるパルスが並…：パルスの幅は一定のまま、高さが一つずつ変わる波形として描かれています。電圧の値そのものを段階的に動かしている点で、高さを保ったまま時間だけを伸縮させる駆動波形の考え方と噛み合いません。
• ウ電圧がなだらかに階段状に上下する波形（ア…：電圧がなだらかな階段状に上下するアナログ的な連続変化として描かれています。設問は平滑を通す前と釘を刺しており、この形は既に低域通過フィルタで平均化された後の姿に当たります。
• エ同じ形のパルスが一定周期で並び，各パルス…：同じ形のパルスが一定の周期で並び、各パルスが中間の高さを経て段階的に立ち上がり立ち下がる波形として描かれています。パルスの幅は変わらず、高さの側を何段階かに刻む形であり、高さを2値に固定して幅だけを変える駆動波形の作り方とは別のやり方です。