第三種電気主任技術者試験 / 令和6年度第三種電気主任技術者上期試験 理論科目 / 各問題解説 / 問181
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令和6年度第三種電気主任技術者上期試験 理論科目 問181 解説 問18(a) 問18

設問図

問18(a) 無線通信で行われるアナログ変調・復調に関する記述について、無線通信で音声や画像などの情報を送る場合、送信側においては、情報を電気信号(信号波)に変換する。次に信号波より(ア)周波数の搬送波に信号波を含ませて得られる信号を送信する。受信側では、搬送波と信号波の二つの成分を含むこの信号から(イ)の成分だけを取り出すことによって、音声や画像などの情報を得る。搬送波に信号波を含ませる操作を変調という。(ウ)の搬送波を用いる基本的な変調方式として、振幅変調(AM),周波数変調(FM),位相変調(PM)がある。搬送波を変調して得られる信号からもとの信号波を取り出す操作を復調又は(エ)という。

  1. (1) 高い 信号波 三角波 検波
  2. (2) 高い 信号波 正弦波 検波 ✓ 正答
  3. (3) 高い 搬送波 三角波 増幅
  4. (4) 低い 信号波 三角波 増幅
  5. (5) 低い 搬送波 正弦波 検波

解説

無線通信において、情報は電気信号(信号波)よりも高い周波数の搬送波に載せて遠方へ送信し、受信側では検波によって搬送波の中から正弦波としての情報を抽出することで、音声や画像などが再現されます。

無線通信における変調と復調の役割

無線通信では、音声などの低い周波数の信号をそのまま空気中へ放射することは困難です。そのため、情報を含ませるための「搬送波」と呼ばれる高い周波数の信号を用意します。この搬送波の振幅、周波数、または位相を信号波に応じて変化させる操作を「変調」と呼びます。

このとき、搬送波として一般的に用いられるのは、滑らかな波形を描く「正弦波」です。送信された変調波から元の情報信号を取り出す操作は「復調」と呼ばれ、特にAM(振幅変調)のように信号波の包絡線(振幅の変動)から情報を取り出す手法を「検波」と呼びます。

信号波の抽出と搬送波の特性

  1. (ア) の判定:情報を遠くへ運ぶためには、情報そのものよりも高い周波数を持つ電波を利用する必要があります。したがって、搬送波は信号波よりも高い周波数に設定されます。
  2. (イ) の判定:変調された信号には「搬送波」と「信号波」の情報が含まれています。受信側で目的とする情報を得るためには、不要な搬送波成分を除き、信号波成分のみを取り出す必要があります。
  3. (ウ) の判定:変調の基本となる搬送波の波形には、数学的に扱いやすく、周波数成分が単一で制御しやすい正弦波が採用されます。
  4. (エ) の判定:変調によって搬送波に埋め込まれた信号波を取り出す復調のプロセスは、一般に検波と呼ばれます。

これらの関係を整理すると、搬送波に情報を載せて送り出し、受信側で再び元の信号波を取り出す一連の伝送過程が浮かび上がってきます。

参考リンク

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