MEカコモン臨床工学技士国家試験 過去問・解説

第31回 臨床工学技士国家試験 午後 第54問

電子工学第31回午後

第31回 臨床工学技士国家試験 午後 第54問(電子工学)の正答は 4 です。重み付き抵抗を用いた加算(反転)増幅型のD/A変換回路。

問題
図の回路のスイッチが、b 0 = 1 、b 1 = 1 のときのV o はどれか。 ただし、A は理想演算増幅器とする。 V o V r 20 kX b 1 b 0 10 kX 20 kX A - +
  1. 1. 0
  2. 2. -V r
  3. 3. -2V r
  4. 4. -3V r
  5. 5. -4V r

正答:4番

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解説
■ 正答:4番 — −3Vr

重み付き抵抗を用いた加算(反転)増幅型のD/A変換回路。b0は20kΩ、b1は10kΩを通して基準電圧Vrに接続され、帰還抵抗は20kΩ。b0=1,b1=1では Vo=−20k×(Vr/20k+Vr/10k)=−Vr(1+2)=−3Vr。よって正答は4番。


【各選択肢の解説】

1. 0 → ❌ 両ビットONなので0にはならない。

2. −Vr → ❌ b0のみONのときの値。

3. −2Vr → ❌ b1のみONのときの値。

4. −3Vr → ✅ 正しい。b0(重み1)+b1(重み2)=3の重みで −3Vr。

5. −4Vr → ❌ 重みの取り違え。

計算:Vo=−Rf(Vr/R0·b0+Vr/R1·b1)=−20k(Vr/20k+Vr/10k)=−(Vr+2Vr)=−3Vr。


【試験対策ポイント】

重み付き抵抗型D/A変換器:各ビットの抵抗を2のべき乗で変え、反転加算増幅器で合成する。出力 Vo=−Rf·ΣVr·bi/Ri。抵抗値が小さいビットほど重みが大きい(電流が多く流れる)。もう一方式のR-2Rラダー型は抵抗2種類で構成でき集積化に有利、という対比も頻出。

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