今回は令和4年度上期 機械科目 A問題14を解説します。情報41（令和4年度下期A問題14）と同一テーマの姉妹問題で、センサ・アクチュエータが扱うアナログ信号、コンピュータが扱うディジタル信号、両者を橋渡しするA-D変換器・D-A変換器とインタフェースに関する空所補充問題です。
センサ・アクチュエータの信号は時間的に連続なアナログ信号、コンピュータの信号は0と1で符号化されたディジタル信号、アナログ→ディジタルの変換器がA-D変換器、その逆がD-A変換器、これらの橋渡し機能を持つものがインタフェースという対応を順に当てはめます。
令和4年度上期 機械科目 A問題14：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 機械科目 【情報】 令和4年度上期 A問題14
次の文章は，電子機械の構成と基礎技術に関する記述である。
ディジタルカメラや自動洗濯機など我々が日常で使う機器，ロボット，生産工場の工作機械など，多くの電子機械はメカトロニクス技術によって設計・製造され，運用されている。機械にマイクロコンピュータを取り入れるようになり，メカトロニクス技術は発展してきた。
電子機械では，外界の情報や機械内部の運動状態を各種センサにより取得する。大部分のセンサ出力は電圧または電流の信号であり時間的に連続に変化する（ア）信号である。電気，油圧，空気圧などのエネルギーを機械的な動きに変換するアクチュエータも（ア）信号で動作するものが多い。これらの信号はコンピュータで構成される制御装置で（イ）信号として処理するため，信号の変換器が必要となる。（ア）信号から（イ）信号への変換器を（ウ）変換器，その逆の変換器を（エ）変換器という。センサの出力信号は（ウ）変換器を介してコンピュータに取り込まれ，コンピュータで生成されたアクチュエータへの指令は（エ）変換器を介してアクチュエータに送られる。その間必要に応じて信号レベルを変換する。このような，センサやアクチュエータとコンピュータとの橋渡しの機能をもつものを（オ）という。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして，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) ディジタル アナログ D-A A-D インタフェース (2) アナログ ディジタル A-D D-A インタフェース (3) アナログ ディジタル A-D D-A ネットワーク (4) ディジタル アナログ D-A A-D ネットワーク (5) アナログ ディジタル D-A A-D インタフェース
出題のポイント：A-D・D-A変換の向き
センサ側のアナログ信号はA-D変換器でディジタル信号に変換してコンピュータへ取り込みます。コンピュータの指令はD-A変換器でアナログ信号に戻してアクチュエータへ送ります。
ポイント解説：連続信号と0・1信号を橋渡しする
センサ・アクチュエータの信号は時間的に連続なアナログ信号、コンピュータで扱う信号は0と1で符号化されたディジタル信号です。両者を橋渡しするのがA-D変換器・D-A変換器で、これらを含む橋渡し機能全体をインタフェースと呼びます。
本問は情報41（令和4年度下期A問題14）と同一テーマの姉妹問題で、着眼点が「構成要素の名称」から「信号種別とA-D/D-A変換器の方向性」に変わっています。
問題の解説：信号種別と変換器を対応させる
STEP1 （ア）（イ）信号の種類を特定する
センサ・アクチュエータの信号は時間的に連続なアナログ（ア）信号。
コンピュータで処理する信号は0と1で符号化されたディジタル（イ）信号。
STEP2 （ウ）（エ）変換器の方向を特定する
アナログ信号からディジタル信号への変換器はA-D（ウ）変換器（センサ→コンピュータ）。
ディジタル信号からアナログ信号への変換器はD-A（エ）変換器（コンピュータ→アクチュエータ）。
STEP3 （オ）橋渡し機能の名称を特定する
A-D変換器やD-A変換器を含む，アナログ世界とコンピュータの橋渡し機能を持つものはインタフェース（オ）と呼ばれます。
以上より（ア）アナログ（イ）ディジタル（ウ）A-D（エ）D-A（オ）インタフェースの組合せである(2)が正解です。
答え：(2)
💡 覚え方
A-D変換器＝アナログ→ディジタル（センサ側の入口）。D-A変換器＝ディジタル→アナログ（アクチュエータ側の出口）。この橋渡し機能全体をインタフェースと呼ぶ。
⚠️ よくある間違い
A-D変換器とD-A変換器の方向（どちらがセンサ側でどちらがアクチュエータ側か）を逆にしない。（オ）を「ネットワーク」など無関係な語句と混同しない。
まとめ
| (ア) | アナログ |
| (イ) | ディジタル |
| (ウ) | A-D変換器 |
| (エ) | D-A変換器 |
| (オ) | インタフェース |
| 答え | (2) |
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