PWM技術による効率的な電力制御の理解

モーターの速度制御などにPWM(Pulse Width Modulation)制御が用いられる。PWMの駆動波形を示したものはどれか。ここで，波形は制御回路のポート出力であり，低域通過フィルターを通していないものとする。

PWM（パルス幅変調）は、電子機器における電力制御技術の一つで、信号の強度を一定に保ちながら、パルス信号のオンとオフの時間幅（すなわちパルスの広がり）を変化させることで、平均的な電圧や電流を調整します。

この方法は、例えばモーターの回転速度を細かくコントロールしたり、LEDの明るさを変化させたりする際に利用されます。

PWM方式の利点として、エネルギーが無駄になることなく効率的に電力を制御できる点が挙げられます。

PWMに対する別の手法として、PAM（パルス振幅変調）があり、こちらは信号の強度そのものを変化させることにより制御を行います。

PWMの駆動波形は、時間軸上での振幅が一定で、パルスの長さ（オン時間）が変化し、オフ時間との比率で出力される波形です。問題に提示された選択肢のうち、波形の振幅が一定であるのは選択肢「イ」のみとなっています。これが正しくPWMの駆動波形を表しています。

• ア: 選択肢アの波形は、振幅が時間と共に変化しているようで、これはPWMよりもPAMに近い特性を持つ波形です。PWMは信号の強度が一定であるべきため、この波形は適切ではありません。
• イ: 選択肢イの波形は、一定の振幅であり、かつパルスのオン時間が変化しているように見えます。PWMの特徴である、一定の振幅と可変のパルス幅を示しており、PWMの駆動波形として適切です。
• ウ: 選択肢ウの波形は、振幅が異なるレベルで変化しています。このため、振幅一定の性質を持つPWMの波形とは異なり、どちらかというとPAMの特性を持つものです。
• エ: 選択肢エの波形も、振幅が時間と共に変化しており、PWMの特徴である一定の振幅を持たないため、PWMの駆動波形としては不適切です。