電気通信技術の基礎

正解: 2. C8

解説: 10進数の200は16進数でC8です。16進数は0〜9とA〜F（10〜15）の16種類の記号を使い、右から1の位、16の位、256の位と重みが上がります。200を16で割ると商12、余り8なので、16の位が12（記号C）、1の位が8となり、C8です（検算：12×16＋8＝192＋…

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正解: 3. EB、235

解説: 11101011は16進数でEB、10進数で235です。2進数を16進数に直すには、右端から4桁ずつに区切り、それぞれを0〜15の値に置き換えます。11101011は1110と1011に分かれ、1110＝8＋4＋2＝14（E）、1011＝8＋2＋1＝11（B）なのでEBです。10…

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正解: 2. 10001

解説: 和は「10001」です。1011は8＋2＋1＝11、0110は4＋2＝6で、11＋6＝17＝16＋1なので、2進数では10001になります。筆算でも、最下位は1＋0＝1、2桁目は1＋1＝10で0を書いて1を上の桁へ送り、3桁目は0＋1＋1＝10、4桁目も1＋0＋1＝10となって、…

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正解: 1. NOT(A・B)＝NOT A＋NOT B

解説: 「NOT(A・B)＝NOT A＋NOT B」が正しい式です。ド・モルガンの定理は、論理積の否定は各変数の否定の論理和に等しく、論理和の否定は各変数の否定の論理積に等しい、という2つの式です。左辺のNOT(A・B)はA＝B＝1のときだけ0で、右辺のNOT A＋NOT BもNOT A…

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正解: 1. A＋B

解説: 簡単にした式は「A＋B」です。前の2項はA・B＋A・NOT B＝A・(B＋NOT B)＝A・1＝Aとまとめられ、式はA＋NOT A・Bになります。さらにA＋NOT A・B＝(A＋NOT A)・(A＋B)＝A＋Bです。真理値表で確かめても、元の式が0になるのはA＝0、B＝0のときだ…

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正解: 3. NORの出力は、2つの入力の少なくとも一方が1のとき1になる

解説: 誤っているのは「NORの出力は、2つの入力の少なくとも一方が1のとき1になる」です。これは論理和（OR）の動きで、NORはORの出力を否定するので、少なくとも一方が1なら出力は0です。NORの出力が1になるのは入力がともに0のときだけです。論理積（AND）の出力は2つの入力がとも…

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正解: 2. AとBが互いに異なるときX＝1、互いに等しいときX＝0になる

解説: Xは「AとBが互いに異なるとき1、等しいとき0」になります。A・NOT BはA＝1、B＝0のときだけ1、NOT A・BはA＝0、B＝1のときだけ1になり、Xはその論理和なので、入力が(1,0)と(0,1)のとき1、(0,0)と(1,1)のとき0です。この関係は排他的論理和（XOR…

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正解: 2. A＝0、B＝0、C＝1

解説: Xが1になるのは「A＝0、B＝0、C＝1」のときです。回路の出力はX＝NOT(A＋B)・Cで、NOR素子の出力NOT(A＋B)はAとBがともに0のときだけ1になります。AND素子の出力は2つの入力がともに1のときだけ1なので、X＝1にはNORの出力が1、つまりA＝B＝0で、しかも…

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正解: 3. 20 dB

解説: 減衰量は20 dBです。電力の比をデシベルで表すときは10 log₁₀（入力電力÷出力電力）を使い、10÷0.1＝100、log₁₀100＝2なので10×2＝20 dBになります。「40 dB」は、電圧や電流の比に使う20 log₁₀を電力の比に当てはめた値です。電力は電圧の2乗…

関連キーワード: デシベル・減衰量・伝送量の単位

正解: 3. 0.1 mW

解説: 出力の電力は0.1 mWです。デシベルで表した伝送量は足し算と引き算でまとめられ、減衰を負、利得を正とすると、−15＋20−15＝−10 dBで、全体では10 dBの減衰になります。10 dBの減衰は電力が1/10になることなので、1 mW×1/10＝0.1 mWです。「10 m…

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正解: 1. 30 dBm

解説: 1 Wは30 dBmです。dBmは1 mWを基準（0 dBm）にした電力の絶対レベルで、10 log₁₀（電力÷1 mW）で求めます。1 Wは1000 mWなので、10 log₁₀1000＝10×3＝30 dBmになります。「60 dBm」は、電圧の比に使う20 log₁₀を電力…

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正解: 3. 一様な線路を無限に長くしたときの入力インピーダンスで、長さによらない値

解説: 特性インピーダンスは、一様な線路を無限に長くしたときに始端から見た入力インピーダンス（入口での電圧と電流の比）で、線路の長さによらない値です。単位長さ当たりの抵抗R・インダクタンスL・コンダクタンスG・静電容量Cから Z₀＝√((R＋jωL)/(G＋jωC)) で決まり、損失がな…

関連キーワード: 特性インピーダンス・伝送線路・入力インピーダンス・反射

正解: 1. 1/2

解説: 電圧反射係数は1/2です。線路の特性インピーダンスをZ₀、負荷のインピーダンスをZ_Lとすると、電圧反射係数は（Z_L−Z₀）÷（Z_L＋Z₀）で表され、（150−50）÷（150＋50）＝100÷200＝1/2になります。「2」は分子と分母を逆にし、和を差で割った値です。負荷が…

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正解: 3. 近端漏話は、誘導回線の送信端と同じ側で被誘導回線に現れる漏話で、漏れた信号は誘導回線の信号と逆の向きに伝わる。

解説: 近端漏話は、誘導回線の送信端と同じ側で被誘導回線に現れる漏話で、漏れた信号は誘導回線の信号と逆の向きに伝わってきたものです。漏話は、誘導回線の信号が電磁的な結合で被誘導回線に移る現象で、どちらの端で現れるかで二つに分けます。送信している装置と同じ端で現れるものが近端漏話（NEXT…

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正解: 3. 位相ひずみは、周波数によって伝送路を伝わる時間が異なるために、各成分の届く時刻がずれて波形がくずれるひずみである。

解説: 位相ひずみ（遅延ひずみ）は、周波数によって伝わる時間が違うため、成分ごとの届く時刻がずれて波形がくずれるひずみです。伝送路のひずみは原因で三つに分けます。減衰ひずみは周波数によって減衰量（損失）が違い、成分どうしの大きさの比がくずれるもの、位相ひずみは周波数によって伝わる時間が違…

関連キーワード: 減衰ひずみ・位相ひずみ・非直線ひずみ・高調波

正解: 1. コアの屈折率をクラッドより大きくし、コアとクラッドの境界で光を全反射させて閉じ込める。

解説: コアの屈折率をクラッドより大きくし、境界で光を全反射させて閉じ込めるのが正しい仕組みです。光は屈折率の大きい物質から小さい物質へ進むとき、境界への入射角が臨界角（全反射が起こり始める角度）より大きいと、境界を抜けずにすべて反射します。これが全反射です。光ファイバはこの性質を使うた…

関連キーワード: 光ファイバ・全反射・屈折率・コア・クラッド

正解: 3. 4,000 bit/s

解説: 4,000 bit/sです。16通りの状態は2を4回掛けた数（2⁴＝16）なので、1シンボルで4ビット分を区別して送れます。ボー（変調速度）は1秒間に何回シンボルを送るかを表す単位なので、データ信号速度＝変調速度×1シンボルあたりのビット数＝1,000×4＝4,000 bit/s…

関連キーワード: 変調速度・ボー・データ信号速度・シンボル

正解: 2. 56 kbit/s

解説: 56 kbit/sです。標本化定理により、もとの信号を復元するには、信号の最高周波数の2倍以上の周波数で標本化する必要があります。最高4kHzなら最も低い標本化周波数は2×4＝8kHz、つまり1秒間に8,000回標本をとります。1標本を7ビットで表すので、8,000×7＝56,0…

関連キーワード: PCM・標本化定理・標本化周波数・量子化ビット数

正解: 2. 周波数変調（FM）と位相変調（PM）は、搬送波の振幅を一定に保って角度を変化させる方式で、角度変調と呼ばれる。

解説: 周波数変調（FM）と位相変調（PM）は、搬送波の振幅を一定に保ち、搬送波の角度（瞬時の位相）を信号波に応じて変える方式で、まとめて角度変調と呼びます。FMは搬送波の周波数を、PMは位相を、信号波の大きさに応じて変えます。「二つの側波帯は、それぞれが…2倍の幅」は誤りで、AMの上側…

関連キーワード: 振幅変調・周波数変調・位相変調・角度変調・側波帯

正解: 1. QPSKは、搬送波の位相を4通りに変え、1シンボルで2ビットを送る方式である。

解説: QPSK（4相位相偏移変調）は、搬送波の位相を4通りに変えて、1シンボルで2ビットを送る方式です。区別できる状態の数が2のn乗なら、1シンボルでnビットを送れます。QPSKは4＝2²なので2ビットです。「8PSKは…8ビット」は誤りで、8＝2³なので1シンボルで送れるのは3ビット…

関連キーワード: QPSK・QAM・PSK・デジタル変調

正解: 2. イ・ア・ウ

解説: FDMはイ、TDMはア、WDMはウです。FDM（周波数分割多重）は伝送路の周波数帯を分け、チャネルごとに別の周波数帯を割り当てて同時に送ります。TDM（時分割多重）は時間を細かく区切り、区切った時間を各チャネルへ順番に割り当てます。WDM（波長分割多重）は光通信で使われるFDMの…

関連キーワード: 多重化・FDM・TDM・WDM

正解: 2. CDMAは、利用者ごとに異なる拡散符号で信号を広い帯域に拡散し、同じ周波数帯を同時に共用する。

解説: CDMA（符号分割多元接続）は、利用者ごとに異なる拡散符号で信号を広い帯域に広げ、同じ周波数帯を同時に共用する方式です。拡散符号は、もとのデータより速く変わる0と1の並びで、データと組み合わせると信号の帯域が広がります。受信側は、取り出したい利用者の拡散符号で受けた信号を照らし合…

関連キーワード: CDMA・多元接続・拡散符号・TDMA・FDMA

正解: 1. 5×10⁻⁶

解説: 5×10⁻⁶です。ビット誤り率は、誤って受信したビットの数を、その間に送ったビットの総数で割った値です。1Mbit/sは1秒間に10⁶ビットを送る速さなので、10秒間に送ったビットは10⁶×10＝10⁷ビットです。誤りは50ビットなので、50÷10⁷＝5×10⁻⁶となります。「5…

関連キーワード: ビット誤り率・BER・通信評価指標・伝送速度

正解: 1. 受信したパルスを等化増幅し、タイミングを抽出して識別再生するので、雑音やひずみが中継区間ごとに累積しにくい。

解説: 再生中継器は、受信したパルスを等化増幅し、タイミングを抽出して識別再生するので、雑音やひずみが中継区間ごとに累積しにくくなります。等化増幅で伝送路の減衰やひずみを補って波形を整え、タイミング抽出でパルスを判定する時刻を決め、識別再生でその時刻に「1」か「0」かを判定して、新しいパ…

関連キーワード: 再生中継器・識別再生・タイミング抽出・等化増幅

正解: 3. 11 V

解説: 端子電圧は11 Vです。電池の内部抵抗0.5 Ωと外部の5.5 Ωは直列につながるので、回路を流れる電流は12÷(0.5＋5.5)＝12÷6＝2 Aです。端子電圧は外部の抵抗にかかる電圧なので2×5.5＝11 Vとなり、起電力から電池の内部での電圧降下2×0.5＝1 Vを引いた1…

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正解: 1. 近づけるときはN極、遠ざけるときはS極

解説: 近づけるときはN極、遠ざけるときはS極が現れます。レンツの法則により、誘導電流はコイルを貫く磁束の変化を妨げる向きに流れます。N極を近づけると磁石からコイルへ入る磁束が増えるので、誘導電流はその増加を打ち消す向きの磁束をつくり、磁石に向いた端がN極になって磁石を押し返します。遠ざ…

関連キーワード: レンツの法則・誘導電流・電磁誘導・磁束

正解: 2. 2 Ω

解説: 抵抗は2 Ωです。導線の抵抗は、抵抗率をρ、長さをL、断面積をAとするとR＝ρL/Aで表され、長さに比例し、断面積に反比例します。同じ材料なのでρは変わらず、長さは50 mから100 mで2倍、断面積は2 mm²から1 mm²で1/2になるので、抵抗は2÷(1/2)＝4倍となり、…

関連キーワード: 抵抗率・導線の抵抗・断面積・直流回路

正解: 2. 1 mC

解説: 蓄えられている電荷は1 mCです。コンデンサの電荷は静電容量と電圧の積Q＝CVで求められます。20 μF＝20×10⁻⁶ Fなので、Q＝20×10⁻⁶×50＝1000×10⁻⁶＝1×10⁻³ C、つまり1 mCです。「0.5 mC」は、蓄えるエネルギーの式W＝½CV²の½を電荷の…

関連キーワード: 静電容量・電荷・コンデンサ・Q＝CV

正解: 1. 6 A

解説: 電流は6 Aです。抵抗と容量性リアクタンスの直列回路では、両者を直角に合成してインピーダンスを求め、Z＝√(R²＋X_C²)＝√(12²＋16²)＝√(144＋256)＝√400＝20 Ωとなります。電流はI＝V÷Z＝120÷20＝6 Aです。「10 A」は抵抗12 Ωだけで割っ…

関連キーワード: RC直列回路・インピーダンス・容量性リアクタンス・交流回路

正解: 3. 9 A

解説: 電流は9 Aです。誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスは互いに逆向きに働くので、直列回路の合成リアクタンスはX_L−X_C＝20−20＝0 Ωになります。この状態を直列共振といい、インピーダンスは抵抗だけのZ＝5 Ωとなって最小になり、電流はI＝45÷5＝9 Aで最大になります…

関連キーワード: 直列共振・RLC直列回路・インピーダンス・交流回路

正解: 2. 電流が同じ向きでは引き合い、逆向きでは反発し合う

解説: 電流が同じ向きでは引き合い、逆向きでは反発し合います。電流はそのまわりに磁界をつくり、もう一方の導線の電流はその磁界から力を受けます。同じ向きの電流では、2本の間で両方の磁界が打ち消し合って弱くなり、外側で強め合うので、導線は磁界の弱い内側へ押されて引き合います。逆向きの電流では…

関連キーワード: 平行導線・電磁力・電流と磁界・電流の向き

正解: 3. 2.4 mH

解説: 相互インダクタンスは2.4 mHです。2つのコイルの自己インダクタンスをL₁、L₂、結合係数をkとすると、相互インダクタンスはM＝k√(L₁L₂)で求められます。√(2×8)＝√16＝4 mHに結合係数0.6を掛けて、M＝0.6×4＝2.4 mHとなります。「4 mH」は√(L₁…

関連キーワード: 相互インダクタンス・結合係数・自己インダクタンス・電磁誘導

正解: 1. 40 dB

解説: 電力利得は40 dBです。電力の比xをデシベルで表すと10 log₁₀ x［dB］です。まず単位をそろえると、出力2 W＝2,000 mWなので、電力増幅度は2,000÷0.2＝10,000倍＝10⁴倍となり、電力利得は10 log₁₀ 10⁴＝10×4＝40 dBです。「80 …

関連キーワード: 電力利得・デシベル・電力増幅度・増幅回路

正解: 1. 1,000 Ω

解説: 抵抗の値は1,000 Ωです。発光ダイオードと抵抗の直列回路では、電源電圧のうち順電圧の2 Vが発光ダイオードにかかり、残りの12−2＝10 Vが抵抗にかかります。この抵抗に10 mA＝0.01 Aを流すので、R＝10÷0.01＝1,000 Ωです。「1,200 Ω」は、順電圧を…

関連キーワード: 発光ダイオード・順電圧・電流制限抵抗・ダイオード回路

正解: 3. ベース電流を流さない遮断の状態ではランプが消え、ベース電流を十分に流してコレクタ電流が最大まで流れる飽和の状態ではランプが点く。

解説: ベース電流を流さない遮断の状態ではランプが消え、十分に流した飽和の状態ではランプが点きます。ベース電流が0のトランジスタはコレクタとエミッタの間にほとんど電流を通さず、ランプは消えます。十分なベース電流を流すと、コレクタ電流は電源とランプで決まる最大の値まで流れる飽和の状態になり…

関連キーワード: トランジスタ・スイッチング・遮断・飽和

正解: 2. S＝A⊕B、C＝A・B

解説: 「S＝A⊕B、C＝A・B」が正しい組合せです。1桁どうしの加算は、0＋0＝0、0＋1＝1＋0＝1、1＋1＝10（2進数）の4通りです。その桁の和Sは入力のどちらか一方だけが1のときに1になるので排他的論理和、桁上げCは両方が1のときだけ1になるので論理積で表せます。「S＝A・B、…

関連キーワード: 半加算器・排他的論理和・論理積・桁上げ

正解: 3. 11110100

解説: −12は「11110100」と表します。2の補数は、正の数の各ビットを反転し（1の補数）、それに1を加えて求めます。＋12を8ビットで表すと00001100で、各ビットを反転すると11110011、これに1を加えると11110100です。確かめとして、8ビットの2の補数では最上位…

関連キーワード: 2の補数・1の補数・負の数の表現・2進数

正解: 2. A・B＋B・C＋C・A

解説: 「A・B＋B・C＋C・A」が正しい論理式です。2つ以上が1という条件は、「AとBが1」「BとCが1」「CとAが1」のどれかが成り立つことと同じなので、2つずつの論理積を論理和でつなげば表せます。3つとも1のときもどの積も1になるので、出力は1です。「A＋B＋C」は、どれか1つでも…

関連キーワード: 多数決回路・論理式・真理値表・排他的論理和

正解: 3. 49

解説: 和は16進数で49です。下の桁はF（10進数の15）とA（10）で15＋10＝25となり、25＝16＋9なので、その桁は9で上の桁へ1が繰り上がります。上の桁は2＋1に繰り上がりの1を加えて4となり、和は49です。10進数で確かめると、2F＝2×16＋15＝47、1A＝1×16＋…

関連キーワード: 16進数・加算・桁上げ・10進数

正解: 3. ガラスの密度のゆらぎなどで生じ、光の波長が短いほど大きくなる。

解説: 「光の波長が短いほど大きくなる」が正しい記述です。レイリー散乱は、ガラスの中にある光の波長よりずっと小さな密度や添加物の濃度のゆらぎによって、光が四方に散らされる現象です。散乱の大きさは波長の4乗に反比例するので、波長が半分になると2⁴＝16倍になり、短い波長ほど損失が大きくなり…

関連キーワード: レイリー散乱・光ファイバ・伝送損失・波長

正解: 1. 0.5 W

解説: Rで消費される最大の電力は0.5 Wです。負荷で消費される電力は、負荷抵抗を電源の内部抵抗と等しくしたとき（整合したとき）に最大になります。R＝50 Ωのとき、回路の電流は10÷(50＋50)＝0.1 A、Rの電力は0.1×0.1×50＝0.5 Wで、式ではP＝E²/(4r)＝1…

関連キーワード: 最大電力・インピーダンス整合・内部抵抗・負荷抵抗

正解: 1. 1.5 秒

解説: かかる時間は1.5秒です。伝送速度は1秒あたりのビット数で表されるので、データの量をビットに直してから割ります。1バイトは8ビットなので、3 MBは3×10⁶×8＝24×10⁶ビット（24 Mbit）です。これを16 Mbit/sで送ると、24÷16＝1.5秒になります。「0.1…

関連キーワード: 伝送速度・伝送時間・ビット・バイト

正解: 2. 6 nW

解説: 漏話の電力は6 nWです。漏話減衰量は、誘導回線の信号電力と被誘導回線に現れた漏話の電力の比を、常用対数の10倍で表したものです。60 dBは電力の比が10の(60÷10)乗＝10⁶倍であることを表すので、漏話の電力は6 mW÷10⁶＝6×10⁻³ W÷10⁶＝6×10⁻⁹ W＝…

関連キーワード: 漏話減衰量・デシベル・電力比・漏話

正解: 1. PAMは、信号の標本値に応じてパルスの振幅を変える方式である。

解説: 「PAMは、パルスの振幅を変える方式」が正しい記述です。パルス変調は、一定の間隔で並べたパルスのある性質を、信号の標本値に応じて変える方式です。PAM（パルス振幅変調）は振幅（高さ）を、PWM（パルス幅変調）は幅（続く時間）を、PPM（パルス位置変調）は時間軸上の位置を変えます。…

関連キーワード: パルス変調・PAM・PWM・PPM

正解: 3. 信号光と異なる波長の励起光を加え、光信号を光のまま増幅する。

解説: 「信号光と異なる波長の励起光を加え、光信号を光のまま増幅する」が正しい記述です。エルビウムを添加した光ファイバに、信号とは別の波長の励起光を加えると、エルビウムのイオンが励起光のエネルギーを受けてエネルギーの高い状態になり、そこを通る光信号に誘導放出で同じ位相・波長の光を加えて増…

関連キーワード: 光ファイバ増幅器・エルビウム・励起光・光中継

正解: 2. 熱で価電子が伝導帯に上がり、自由電子と正孔が増えるので、抵抗率が小さくなる。

解説: 「自由電子と正孔が増えるので、抵抗率が小さくなる」が正しい記述です。半導体は価電子帯と伝導帯の間のすき間（禁制帯）が狭く、温度が上がると熱のエネルギーで価電子が伝導帯に上がって自由電子になり、抜けた跡に正孔ができます。電流を運ぶ自由電子と正孔が増えるので、温度が上がるほど抵抗率は…

関連キーワード: 真性半導体・抵抗率・温度特性・正孔