第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和7年度（2025年）下期
問13 (理論 問13)

水晶振動子は圧電効果を利用した素子となるため二つの電極で成り立ちます。この素子に圧力をかけると電圧が発生し、逆側から電圧を加えると変形する性質があります。よってこちらは正しいです。

水晶振動子の電気的な等価回路は直列接続でコンデンサ、コイル、抵抗が接続され、さらに並列で合成静電容量(コンデンサ)が接続されていますので、それぞれで直列共振周波数と並列共振周波数が発生しますが、わずかに並列共振周波数の方が値が大きくなります。なので差はそれほどはなく非常に小さいと言えます。よってこの記述は正しいです。

水晶発振回路はインダクタンス(コイル)、コンデンサ、抵抗の3つが直列接続され、その並列でさらに合成静電容量(コンデンサ)を接続した回路となります。よってこちらの記述は誤りです。

水晶発振回路の特徴の一つとして水晶に電圧を加えた際の圧電効果を利用しているので機械的な共振を維持することができます。なのでLC発振回路と比較すると周波数変動は非常に小さくなります。よってこちらは正しいです。

周波数シンセサイザとは電子的な高調波合成を用いた無線通信機の発信回路を言い、安定した周波数を供給できる水晶発振回路が多く採用されています。よってこちらは正しいです。

水晶振動子は、人工水晶などを切り出した薄い板の両面を電極で挟んだ構造をしています。

よって、正しい記述です。

水晶振動子の電気的等価回路では、インダクタンスL、キャパシタンスCによる直列共振周波数と、

並列容量が加わることによる並列共振周波数が存在し、

その周波数の差が非常に小さいという特徴があります。

よって、正しい記述です。

水晶発振回路は、単純にLC発振回路のコンデンサを水晶振動子に置き換えたものではありません。

水晶振動子の極めて安定したインダクタンス・キャパシタンス的特性や、

インダクタンス領域での誘導性リアクタンスを主に利用した共振特性を使って発振を得る回路です。

よって、この記述が誤りです。

水晶発振回路は、高いQ値を持つ水晶振動子を利用するため、

一般的なLC発振回路と比較して温度変化や経年変化に対する周波数変動が非常に小さいという特性を持っています。

よって、正しい記述です。

水晶発振回路で安定した周波数を作り出す技術は、

正確な周波数源が求められる無線通信機や各種電子機器の周波数シンセサイザなどに広く利用されています。

よって、正しい記述です。