第32回 臨床工学技士国家試験 午後 第52問
電子工学第32回午後
第32回 臨床工学技士国家試験 午後 第52問(電子工学)の正答は 2 です。図はオペアンプによるアクティブローパス(積分)回路。
問題
図の回路について正しいのはどれか。 ただし、A は理想演算増幅器とする。 V i V o 10 kX A 1 nF - + 5 kX
a.時定数は10 ms である。
b.通過域の増幅度は20 dB である。
c.遮断周波数ではV i とV o の位相差はゼロである。
d.入力インピーダンスは周波数に反比例する。
e.遮断周波数より十分に高い帯域で積分特性を有する。
- 1. a、b
- 2. a、e ✓
- 3. b、c
- 4. c、d
- 5. d、e
正答:2番
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解説
■ 正答:2番 — a、e
図はオペアンプによるアクティブローパス(積分)回路。時定数は約10ms(a)、遮断周波数より十分高い帯域では積分特性をもつ(e)。正しい記述はa・eで2番。(図の帰還「1nF」は1µFの誤記と考えられ、入力抵抗5kΩ・帰還に10kΩと1µFを並列接続した反転型アクティブLPFとして扱う)
【各選択肢の解説】
a. 時定数は10msである。→ ✅ 正しい。帰還のRC=10kΩ×1µF=10ms。
b. 通過域の増幅度は20dBである。→ ❌ 誤り。低域利得=Rf/Rin=10kΩ/5kΩ=2倍=約6dB。20dB(10倍)ではない。
c. 遮断周波数でViとVoの位相差はゼロである。→ ❌ 誤り。1次系の遮断周波数では位相が45°ずれる(反転なので180°±45°)。
d. 入力インピーダンスは周波数に反比例する。→ ❌ 誤り。入力インピーダンスは入力抵抗(5kΩ)で決まり周波数によらずほぼ一定。
e. 遮断周波数より十分に高い帯域で積分特性を有する。→ ✅ 正しい。高域では帰還コンデンサが支配し積分回路として動作する。
よって正しいのはa・e → 選択肢2が正答。
【試験対策ポイント】
アクティブLPF(積分回路):低域=増幅度Rf/Rin一定、遮断周波数fc=1/(2πRfC)、高域=積分特性(−20dB/dec、位相−90°)。反転増幅度=−Rf/Rin。増幅度[dB]=20log(利得)、20dB=10倍・6dB=2倍。1次系は遮断周波数で位相が45°ずれる。
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