令和元年度 公害防止管理者 騒音・振動概論 問22を解説｜波形とスペクトル
令和元年度 騒音・振動概論 問22は、波形とスペクトルの関係に関する問題です。周期振動・矩形波パルス・正弦半波パルス・不規則振動などの記述のうち、誤っているものを選びます。
この問題のポイント
波形とスペクトルの対応で押さえる核心は、周期的な信号は飛び飛びの線スペクトル、ランダムな信号は連続スペクトルになるという区別です。周期振動なら周期の逆数が基本振動数となり、その整数倍に線スペクトルが並びます。反対に、不規則振動は特定の周波数に集中せず、幅広い周波数にエネルギーが分布するので連続スペクトルになります。選択肢(4)はこれを「線スペクトルとなる」と述べており、周期振動とランダム振動を取り違えている点が誤りです。
※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。
正解：選択肢(4)（誤っている記述）
各選択肢の正誤
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ○（正しい） | 周期振動では、その周期（秒）の逆数が基本振動数になります。 |
| (2) | ○（正しい） | 単一矩形波パルス（時間幅T）では、1/Tごとにスペクトル成分がゼロになります。 |
| (3) | ○（正しい） | 正弦半波パルス（時間幅T）は、T→0で均一な連続スペクトルに近づきます。 |
| (4) | ×（誤り） | 不規則振動のスペクトルは連続スペクトルで、線スペクトルにはなりません。 |
| (5) | ○（正しい） | 1自由度系の自由振動波形は、その固有振動数のスペクトル成分をもちます。 |
選択肢(4)のポイント（ここが誤り）
スペクトルが線スペクトル（飛び飛びの線）になるのは、信号が周期的で、基本振動数とその整数倍にエネルギーが集中する場合です。これに対して不規則振動（ランダム振動）は、決まった周期をもたず幅広い周波数にエネルギーが散らばるため、スペクトルは連続スペクトルになります。選択肢(4)は、この連続スペクトルになるべき不規則振動を「線スペクトルとなる」と述べており、周期振動とランダム振動の性質を取り違えているのが誤りです。「周期的＝線、ランダム＝連続」と対にして覚えれば迷いません。
覚え方
- スペクトルの型＝周期的なら線スペクトル、ランダムなら連続スペクトル。
- 周期振動の基本振動数＝周期（秒）の逆数。整数倍に線が並ぶ。
- パルスは時間幅Tが狭いほど広い連続スペクトルをもつ。
理解度チェック
不規則振動（ランダム振動）のスペクトルは、線スペクトルと連続スペクトルのどちら？
連続スペクトルです。決まった周期がなく、幅広い周波数にエネルギーが分布します。
線スペクトルになるのはどんな信号？
周期的な信号です。基本振動数とその整数倍にエネルギーが集中し、飛び飛びの線として現れます。
出典
- 一般社団法人 産業環境管理協会「令和元年度 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動概論 問題・正解」（公式PDF）
※ この記事の確認日：2026年7月