第32回 臨床工学技士国家試験 午前 第63問
情報処理工学第32回午前
第32回 臨床工学技士国家試験 午前 第63問(情報処理工学)の正答は 5 です。量子化雑音は振幅を有限の段階に丸めるときの誤差で、量子化ビット数で決まる。
問題
AD 変換について誤っているのはどれか。
- 1. 標本化した信号を量子化する。
- 2. 標本化周波数は信号に含まれる最高周波数の2 倍以上必要である。
- 3. 標本化周波数が低すぎると折り返し雑音が起こる。
- 4. 量子化の分解能を上げるには量子化ビット数を増やす。
- 5. 量子化雑音を低減するには標本化周波数を高くする。 ✓
正答:5番
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この問題の正答率(MEカコモン利用者の実データ)
初回正答率 42.9%参考値
14人の初回解答から算出(2026年10月21日時点)。母数が少ないため参考値です
同じ利用者の2回目以降の解答は除外しています(再挑戦を含めると正答率は実力より高く出るため)。国家試験の公式発表値ではなく、MEカコモンで実際に解かれた記録にもとづく数値です。
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解説
■ 正答:5番 — 量子化雑音を低減するには標本化周波数を高くする。
量子化雑音は振幅を有限の段階に丸めるときの誤差で、量子化ビット数で決まる。標本化周波数(時間方向の細かさ)を上げても減らない。時間方向と振幅方向を取り違えた5が誤り。
【各選択肢の解説】
1. 標本化した信号を量子化する。
✅ 正しい。AD変換は標本化(時間の離散化)→量子化(振幅の離散化)→符号化の順で行う。
✅ 正しい。AD変換は標本化(時間の離散化)→量子化(振幅の離散化)→符号化の順で行う。
2. 標本化周波数は信号に含まれる最高周波数の2倍以上必要である。
✅ 正しい。標本化定理(fs ≧ 2fmax)。これを満たせば元の信号を復元できる。
✅ 正しい。標本化定理(fs ≧ 2fmax)。これを満たせば元の信号を復元できる。
3. 標本化周波数が低すぎると折り返し雑音が起こる。
✅ 正しい。fs<2fmax だと高い周波数成分が低い周波数に化けて現れる(エイリアシング)。前段の低域通過フィルタで防ぐ。
✅ 正しい。fs<2fmax だと高い周波数成分が低い周波数に化けて現れる(エイリアシング)。前段の低域通過フィルタで防ぐ。
4. 量子化の分解能を上げるには量子化ビット数を増やす。
✅ 正しい。nビットで2^n段階になり、1段階の幅が細かくなる。
✅ 正しい。nビットで2^n段階になり、1段階の幅が細かくなる。
5. 量子化雑音を低減するには標本化周波数を高くする。
❌ 誤り(=正答)。標本化周波数は時間方向の細かさで、量子化雑音とは別。正しくは量子化ビット数を増やして低減する(1ビット増すごとに信号対量子化雑音比が約6 dB改善)。
❌ 誤り(=正答)。標本化周波数は時間方向の細かさで、量子化雑音とは別。正しくは量子化ビット数を増やして低減する(1ビット増すごとに信号対量子化雑音比が約6 dB改善)。
【試験対策ポイント】
| 操作 | 離散化する軸 | 不足したときの問題 | 対策 |
|---|---|---|---|
| 標本化 | 時間 | 折り返し雑音(エイリアシング) | 標本化周波数を上げる・低域通過フィルタ |
| 量子化 | 振幅 | 量子化雑音(量子化誤差) | 量子化ビット数を増やす |
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