RCローパスフィルタ(LPF)によるPWM信号のアナログ平滑復調

PWM(Pulse Width Modulation)信号は、一定周期の矩形波のデューティ比(Highレベル期間の割合)によって情報を伝達する信号です。この信号の平均電圧(直流成分)はデューティ比に正確に比例します。 高周波のスイッチングキャリア成分(矩形波パルス)を除去し、デューティ比に比例した直流・低周波の アナログ電圧信号を取り出す(平滑・復調する) ためには、高周波をカットして直流成分のみを通過させる 低域通過フィルタ(ローパスフィルタ: LPF) が不可欠です。 抵抗 $R$ を直列に入れ、コンデンサ $C$ を出力とグラウンド(接地)間に並列配置した RCローパスフィルタ回路(回路ア) は、コンデンサの充放電作用によってパルス波形を滑らかなアナログ直流電圧へと平滑化します。したがって、正解は ア です。 イ: コンデンサが直列に入ったRCハイパスフィルタ(HPF)であり、直流成分を遮断してしまうためPWMの平均電圧復調には使えません。 ウ: 特定の共振周波数のみを通過させるバンドパスフィルタであり、平滑復調回路ではありません。 エ: AM変調波などを包絡線検波するダイオード回路であり、パルス幅変調の積分平滑回路とは異なります。

PWM(パルス幅変調)で変調された信号をアナログ電圧として復調する回路はどれか。

問題画像
出典令和3年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問11
ア
回路ア(入力側に直列抵抗 RR、出力とGND間に並列コンデンサ CC を配置した低域通過フィルタ: LPF)
イ
回路イ(入力側に直列コンデンサ CC、出力とGND間に並列抵抗 RR を配置した高域通過フィルタ: HPF)
ウ
回路ウ(インダクタとコンデンサによる直列共振回路)
エ
回路エ(ダイオード検波回路)