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ドローン操縦の為の陸上特殊無線3級問題!共振回路と変調・復調回路って何だ?

ドローン操縦の為の陸上特殊無線3級問題!共振回路と変調・復調回路って何だ?

ドローンを賭場うためには、無資格の周波数(2.4GHz)を利用する場合と、無線技士資格の必要な 5GHz(アマ4級、又は3陸特)を使用する場合があります。

当然国家試験を受けるわけですが、電気や無線に振れたことのなう方にとっては結構面倒なものです。

有料の講習会を受講するならすべてお任せで良いのですが、自宅学習をする場合は、本を読んでも ”もう一つピンとこないなぁ” となる事もしばしば・・。

そこで、実際に出題された問題を例に、わかりやすくまとめてみました。

 

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共振回路とは、

共振回路は、電気回路のうちコイル(L)とコンデンサー(C)のみで構成された回路で、あらかじめコンデンサーが充電されている状態である特定の周波数が入力されると、コンデンサーは充放電を繰り返し、共振回路に大きな電流が流れます。

この時の周波数を共振周波数(同調周波数)と呼び、この時の動作を共振あるいは同調といいます。

主に、受信機の選局回路(又は同調回路:特定の周波数の信号のみを取り出すための回路) 、フィルタ回路(濾波器: 特定の周波数の信号のみを 通過させる回路)などに利用されます。

共振周波数を変化させる事でいくつかの特定周波の信号を取り出します、そのためにコイル(L)又は、コンデンサ(C)の値を変化させる必要があります。

共振回路は、次の2種類があります。

並列共振回路

コンデンサとコイルを並列に接続した共振回路であり、特定の共振周波数で互いの電流を打ち消しあい最小となるため、外からは あたかも インピーダンス(交流成分に対する回路内抵抗)が ”無限大” になっているように見える。

直列共振回路

コンデンサとコイルを直列に接続した共振回路であり、特定の共振周波数で互いの電位を打ち消し合い、外からはインピーダンス( 交流成分に対する回路内抵抗 )が ”0 Ω ”に なっているように見える。

変調回路と復調回路

変調回路

変調回路とは、基本信号( 搬送波・高周波)に対して、その振幅・周波数・位相などを、映像や音声などの信号により変化させる(変調する)ことにより信号 を伝送することをいいます。

変調方式の違い

FM( frequency modulation ):周波数変調

周波数変調(フリクエンシー・モデュレーション)とは、 送信したい情報(入力アナログ信号) を搬送波の周波数の変化にかえて伝送する変調方式です。

 

上段が信号波、下段が搬送波

  入力信号の変化が、周波数の変化に変換されている。

AM(Amplitude Modulation):振幅変調

AM変調とは、送信したい情報(入力アナログ信号)を、搬送波の振幅方向の強弱に変換して伝送する変調方式です。

 

AM変調波

入力信号(S)の変化が、搬送波(C)の振幅の変化に変換されている。

PM( pulse modulation ):パルス変調

パルス変調には、次の種類があります。

パルス幅変調 ( PWM: pulse-width modulation ) は、可変のパルスの幅と間隔および正負により、波形を表し生成するものです。

パルス振幅変調 ( PAM: pulse-amplitude modulation ) は、一定間隔のパルスの電圧の振幅および正負により、波形を表し生成するものです。

パルス密度変調 ( PDM:pulse-density modulation ) は、一定幅のパルスの密度および正負により、波形を表し生成するものです。

パルス位相変調 ( PPM: pulse-phase modulation ) 又は、 パルス位置変調 ( PPM: pulse-position modulation ) は、一定幅のパルスの位相(位置)により、波形振幅を表し生成するものです。

パルス符号変調 (PCM: pulse-code modulation ) は、一定の周期で標本化された信号を量子化し、二進符号化するものである。

3陸特の試験では、FM、AMの意味と PM の言葉を覚えるだけで良いでしょう。

PM(パルス変調)の詳細については、2級以上の試験で出題されるもので、細かく覚える必要はありません。

AM・FM を使ったアナログ信号を使用した基本的な変調方式は、一般的な送受信機によく使用されますが、最近のデジタル通信では デジタル変調スペクトラム拡散などを使用した高度情報通信(多重通信)で使用されることが多いのです。

復調回路

復調( demodulation )とは、変調信号が伝送されてきたとき、それからもとの信号波を復元することで、変調の対義語です。各変調方式に対応した復調かいろあります。 特に電波に関しては検波(回路)ともいいます。

無線で使用する検波回路は、同調回路によって選ばれた特定周波の高周波電流から、次段へ続く音声回路によって耳に届く音に変えることのできる低周波(音声)信号を取り出す回路です。

復調回路に関しては、各種受信機のブロック図でその構成を覚えるくらいで良いでしょう。

例 基本的なFM受信機のブロック図

まとめ

一通り覚えるのは結構面倒ではありますが、実際の試験内容はそれほど詳しくは出題されません。

過去問題をコツコツやれば、十分合格ラインに到達できますので頑張ってください。

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