データ変換に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。…
理論 第14問
データ変換に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- (1)アナログ量を忠実に再現するために必要な標本化の周期の上限は,再現したいアナログ量の最高周波数により決まる。
- (2)量子化において,一般には数値に誤差が生じる。
- (3)符号化では,量子化された数値が2 進符号などのディジタル信号に変換される。
- (4)ディジタル量は,伝送路の環境変化や伝送路で混入する雑音に強い。
- (5)ディジタルオシロスコープで変化する電圧の波形を表示するには,その電圧をアナログ-ディジタル変換してからコンピュータでFFT 演算を行い,その結果を出力する。
正答 (5)
正答は (5)。
【誤りの選択肢 (5)】
「コンピュータで高速フーリエ変換の演算を行い、その結果を出力する」が誤りです。高速フーリエ変換は、時間の関数である波形を周波数成分に分解するための計算手法です。ディジタルオシロスコープが電圧の時間変化の波形を画面に描くには、アナログ・ディジタル変換で取り込んだ標本値を時間の順に並べて点を打ち、結んで表示すればよく、周波数分解の計算は必要ありません。高速フーリエ変換が使われるのは、スペクトラムアナライザのように周波数分布を表示する場合や、オシロスコープの付加機能として周波数解析を行う場合です。波形表示そのものに必須の処理ではない、という点が誤りになります。
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【正しい選択肢の確認】
(1) 標本化定理により、もとのアナログ量を忠実に再現するには、
含まれる最高周波数の2倍を超える周波数で標本化する必要があります。
標本化周波数 > 2 × 最高周波数
標本化周期 < 1 ÷ (2 × 最高周波数)
したがって標本化周期の上限は最高周波数によって決まります。正しい記述です。これを満たさないと、実際には存在しない低い周波数の成分が現れる折返し(エイリアシング)が生じます。
(2) 量子化は、連続的な値を決められた段階の値に丸める操作ですから、
本来の値との間にずれが生じます。これを量子化誤差といいます。段階の数を増やせば小さくできますが、原理的になくすことはできません。正しい記述です。
(3) 符号化は、量子化して得られた数値を2進符号などの
ディジタル信号の並びに置き換える操作です。正しい記述です。
(4) ディジタル量は0と1の二つの状態しか扱わないので、
多少の雑音が乗っても、しきい値で判定し直せばもとの値を取り戻せます。中継点ごとに波形を整え直すこともできるため、伝送路の環境変化や雑音に強いといえます。正しい記述です。
出典:令和4年度下期第三種電気主任技術者 理論科目 問14(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ
最終更新日
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