電子回路38【電験3種 理論】アナログ変調・復調と振幅変調回路の変調度を攻略する！平成20年度 B問題18 完全解説

今回は平成20年度 理論科目 B問題18（選択問題）を解説します。無線通信で行われるアナログ変調・復調について、(a)変調の基本原理の空欄補充、(b)トランジスタによる振幅変調回路と変調度を求める問題です。

情報を送るには信号波より高い周波数の搬送波に信号波を乗せ（変調）、受信側で元の信号波を取り出します（復調＝検波）。振幅変調はトランジスタのベースに信号波を加えて行い、変調度はm=(V_max−V_min)/(V_max+V_min)で求めます。

出題のポイント

平成20年度 理論科目 B問題18：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 理論科目 【電子理論（電子回路）】 平成20年度 B問題18

　無線通信で行われるアナログ変調・復調について、次の(a)及び(b)に答えよ。図1はトランジスタを用いた振幅変調回路、図2は搬送波・信号波・変調波の波形(a)(b)(c)を示す。

(a) 無線通信で音声や画像などの情報を送る場合、信号波より(ア)周波数の搬送波に信号波を含ませて送信し、受信側では(イ)の成分だけを取り出す。(ウ)の搬送波を用いる基本的な変調方式にAM・FM・PMがあり、変調された波から元の信号波を取り出す操作を(エ)という。空欄(ア)〜(エ)の組合せとして正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

	(ア)	(イ)	(ウ)	(エ)
(1)	高い	信号波	のこぎり波	検波
(2)	低い	搬送波	正弦波	検波
(3)	高い	搬送波	のこぎり波	増幅
(4)	低い	信号波	のこぎり波	増幅
(5)	高い	信号波	正弦波	検波

(b) 図1はトランジスタの(ア)に信号波の電圧を加えて振幅変調を行う回路で、v₁は搬送波、v₂は信号電圧、v₃は出力である。図2の(a)(b)(c)は搬送波・信号波・変調波のいずれかの波形を示す。搬送波は(イ)、信号波は(ウ)、変調波は(エ)であり、変調波の包絡線から変調度は(オ)である。空欄(ア)〜(オ)の組合せとして正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

	(ア)	(イ)	(ウ)	(エ)	(オ)
(1)	ベース	図2(c)	図2(a)	図2(b)	33%
(2)	コレクタ	図2(c)	図2(b)	図2(a)	67%
(3)	ベース	図2(b)	図2(a)	図2(c)	50%
(4)	エミッタ	図2(b)	図2(c)	図2(a)	67%
(5)	コレクタ	図2(c)	図2(a)	図2(b)	33%

ポイント解説：(a)搬送波は高周波・復調=検波、(b)ベース変調と変調度m=(Vmax−Vmin)/(Vmax+Vmin)

(a) 情報を送るには、信号波より高い(ア)周波数の搬送波に信号波を乗せる（変調）。受信側では信号波(イ)成分だけを取り出す。基本的な変調はAM・FM・PMで、いずれも正弦波(ウ)の搬送波を用いる。変調された波から元の信号波を取り出す操作を検波(エ)（復調）という。よって(a)は(5)。

(b) 振幅変調はトランジスタのベース(ア)に信号波の電圧を加えて行う。図2では高周波の一定振幅の正弦波が搬送波、低周波の正弦波が信号波、包絡線が信号波の形になった波が変調波で、それぞれ図2(c)・図2(a)・図2(b)（(イ)(ウ)(エ)）に対応する。変調度は変調波の包絡線の最大振幅V_maxと最小振幅V_minから m＝(V_max−V_min)/(V_max+V_min)＝(4−2)/(4+2)＝1/3≒33%(オ)。よって(b)は(1)。

問題の解説

STEP1　(a)変調の基本

搬送波は信号波より高周波、復調＝検波→(ア)高い・(イ)信号波・(ウ)正弦波・(エ)検波→(5)。

STEP2　(b)ベース変調

振幅変調はトランジスタのベースに信号波を加える→(ア)ベース。搬送波=図2(c)・信号波=図2(a)・変調波=図2(b)。

STEP3　(b)変調度

m=(Vmax−Vmin)/(Vmax+Vmin)=(4−2)/(4+2)=1/3≒33%→(オ)33%→(b)=(1)。

答え：(a)-(5)，(b)-(1)

まとめ

(a)搬送波	信号波より高周波（正弦波）
(a)復調	検波→(ア)高い・(イ)信号波・(ウ)正弦波・(エ)検波→(5)
(b)変調端子	ベース
(b)波形	搬送波=図2(c)・信号波=図2(a)・変調波=図2(b)
(b)変調度	(4−2)/(4+2)≒33%→(1)

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