令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 理論（電気技術者試験センター）問13

✓ これが正解3水晶発振回路は，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ある。

解説

水晶発振回路は、LC発振回路のコイルを水晶振動子に置き換えたものです。

水晶振動子は、水晶片を二つの電極で挟んだ素子です。電圧を加えると水晶片がひずみ（圧電効果）、機械的な振動と電気の信号が結びついて、特定の周波数で共振します。電気的な等価回路は、コイル・コンデンサ・抵抗の直列回路に電極の間の静電容量が並列に入った形で表され、直列共振周波数と並列共振周波数の差が非常に小さいのが特徴です。

この二つの共振周波数の間のごく狭い範囲で、水晶振動子は誘導性（コイルのような性質）を示します。水晶発振回路は、この範囲で水晶振動子をLC発振回路のコイルの代わりに使い、発振周波数をその狭い範囲に固定する回路です。したがって、コンデンサを水晶振動子に置き換えたとする記述が誤りで、これが答えです。

誘導性になる範囲が狭いため、水晶発振回路はLC発振回路より周波数変動がはるかに小さく、安定した周波数を必要とする周波数シンセサイザの基準などに使われます。

水晶振動子はコイルの役をする、と覚えておくと、置き換える部品を問われても迷いません。

ほかの選択肢の解説

• 1水晶振動子は，水晶片を二つの電極で挟んだ素子である。：水晶片を二つの電極で挟んだ素子という説明は、水晶振動子の構造そのものとして正しい記述です。電極に電圧を加えると水晶片がひずんで振動するので、誤りを選ぶこの問の答えではありません。
• 2水晶振動子の電気的な等価回路には，直列共振周波数と並列共振周波数の差が非常に小さいという特徴がある。：直列共振周波数と並列共振周波数の差が非常に小さいことは、水晶振動子の等価回路の特徴として正しい記述です。この狭い間でだけ誘導性になることが、発振周波数の安定につながります。
• 4…と比較して周波数変動が非常に小さい。：LC発振回路より周波数変動が非常に小さいことは、水晶発振回路の長所として正しい記述です。誘導性になる範囲が狭いので、回路の部品の値が多少変わっても発振周波数はほとんど動きません。
• 5水晶発振回路を用いた周波数シンセサイザは，無線送信機の周波数源として利用されている。：水晶発振回路を基準にした周波数シンセサイザが無線送信機の周波数源に使われるという記述は正しく、誤りを選ぶこの問の答えではありません。安定した基準から必要な周波数を作り出せるためです。