問10 パルスの周期と回転数

応用情報​技術者試験 令和7年度 秋期 午前、全80問のうちの問10。

出典:令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問10(信号の波形の図は、言葉に書き起こした)

モーターの軸に装着された回転センサーから出力されるパルスの周期を,1MHz のクロック周波数でカウントアップするタイマーで計測したところ,1⁠0,0⁠0⁠0 カウントであった。モーターの回転数は毎秒何回転か。ここで,回転センサーはモーターの軸が 1 回転するごとに図のようなパルスを 2 回出力するものとする。

図 回転センサーの出力信号
  1. 出力信号は 低 → 高 → 低 → 高 と、四角い波の形で変わる
  2. 信号が高に変わってから、次に高に変わるまで (パルス 1 つ分の周期) が 10,000 カウント
  1. ア5⁠0
  2. イ1⁠0⁠0
  3. ウ2⁠0⁠0
  4. エ5,0⁠0⁠0
答えと解説を開く

正解はアです。

1MHz のタイマーは、1 秒間に 1,0⁠0⁠0,0⁠0⁠0 回数えます。1 カウントは 1 マイクロ秒です。パルス 1 つの周期が 1⁠0,0⁠0⁠0 カウントなので、1⁠0,0⁠0⁠0 マイクロ秒、つまり 1⁠0 ミリ秒 (0.0⁠1 秒) です。1 回転でパルスが 2 回出るので、1 回転にかかる時間は 0.0⁠1 × 2 = 0.0⁠2 秒です。1 秒間の回転数は 1 ÷ 0.0⁠2 = 5⁠0 回転になり、アが正解です。

ほかの選択肢が違う理由

  • イパルス 1 つを 1 回転と数えた値です。1 回転でパルスが 2 回出るので、回転数はその半分になります。
  • ウ1 秒間のパルスの数 1⁠0⁠0 に 2 を掛けた値です。1 回転でパルスが 2 回出るので、回転数はパルスの数を 2 で割って求めます。
  • エカウント数 1⁠0,0⁠0⁠0 を 2 で割っただけの値です。カウント数は時間の長さなので、1 カウントの時間 (1 マイクロ秒) を掛けて秒に直してから考えます。

仕組み

周波数と周期は逆数の関係です。1MHz は 1 秒に 1⁠0⁠0 万回なので、1 回あたりは 1⁠0⁠0 万分の 1 秒 (1 マイクロ秒) です。

決まった速さのクロックで数えた回数に 1 回の時間を掛けると、測りたい時間が出ます。マイコンでモーターや車輪の速さを測るときによく使う方法です。