2019年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
| 科目名 | 信号理論基礎 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 塚本 新 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜3 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | J33D |
| クラス | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 「ブロードバンドってなに？」に「高速通信のことでしょ」だけとか「光による情報伝送はなぜ高速？」に「光が高速だから」などと不十分な答えをしている貴方！この講義で，理論的にすっきりした答えが出来るようになりましょう．情報伝達の担い手である「信号」の変換、検出、増幅、伝送の取り扱いに習熟する基礎を学び，時間領域と周波数領域の概念の把握をしプロフェッショナルになりましょう。理工学部が使用権を得ているMathematicaを使えるようになります．今後の勉強，研究に非常に役立つでしょう． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
教室での講義と適時Mathematicaも利用した演習により自分で考える習慣をつける |
| 履修条件 | 線形代数学を学習していることが望ましい。十分でない場合に備え復習しながら進めます． |
授業計画
| 第1回 | ブロードバンドってなに？ この講義で身につくこと．電子工学実験の実技試験に役立つこと信号の名称・継続的波形と孤立波形（波形のエネルギーとパワーの概念）便利な計算の道具であるMathematicaについて紹介する 【事前学習】”波形”につき概要を調査し、シラバスを元に講義全体の流れを捉える（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 直交関数系とはなに？ なぜそんなことを考えたの？ フーリエ級数はなぜおもしろい？ 【事前学習】フーリエ級数につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第3回 | 周波数で考える？ フーリエ級数の性質 【事前学習】スペクトルにつき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】第1回から3回の講義範囲について、全体像をまとめ、復習する（120分） |
| 第4回 | オイラーの公式はなぜ偉大？ 知らないとどれだけ損？ 正弦波余弦波の複素数表示の便利さ複素数とオイラー公式の誕生過程は面白い 【事前学習】オイラーの公式につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第5回 | フーリエ級数を複素数で表すとこんなに便利 【事前学習】複素数につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第6回 | フーリエ変換はフーリエ級数とどこが同じでどこが違う？フーリエ変換の性質 【事前学習】フーリエ変換につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第7回 | インパルス(デルタ関数)波形はなぜ役に立つか？フーリエ変換の見方を変えると畳み込み積分 ・時間領域と周波数領域における線形システム応答の表現としてとても重要 【事前学習】インパルス波形につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第8回 | 中間試験の代わりの演習と復習 【事前学習】第1回から7回の講義範囲について、全体像をまとめ、復習する（120分） 【事後学習】演習内容の該当箇所を，ノートおよび追加調査で確認し理解を深める(120分) |
| 第9回 | 標本化定理はデジィタル化の基本中の基本？ 【事前学習】標本化定理につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第10回 | 標本化定理とは？帯域制限された信号とは？ 【事前学習】帯域制限された信号につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第11回 | 標本化された信号は，どのように表現される？標本化するときに気をつけること 【事前学習】周期関数のフーリエ変換につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第12回 | 標本化した関数が元の関数に戻れるのはなぜ？ 【事前学習】逆フーリエ変換につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第13回 | 不確定性原理を易しく理解？ ・波形の広がりの定義さえ押さえておけばよい 【事前学習】不確定性原理につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第14回 | 微分回路、積分回路とそのパルス応答とは？電子工学実験のブラックボックスの実技試験には必須です 【事前学習】線形回路につき概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第15回 | 平常試験およびその解説 【事前学習】第1回から14回までの内容を総合的に復習しておく(120分) 【事後学習】試験内容の該当箇所を，ノートで確認し理解を深める(120分) |
その他
| 教科書 |
足立修一 『信号・システム理論の基礎』 コロナ社 2017年 第初版第3刷版
フーリエ解析、ラプラス変換、Z変換を系統的に学べる書籍であり、本講義のみならず、電気・電子回路、制御工学他、通信、情報処理、電子物性、量子力学等広い分野に対し、学び実践する上でおおいに役に立つ。
|
|---|---|
| 参考書 |
高橋、中川 『信号理論の基礎』 実教出版
上記参考書の内容全てを講義するわけではないが、多くの部分が講義と関連する。購入すると勉学には非常に役立つ。
|
| 成績評価の方法 及び基準 |
平常試験（70%）および演習・宿題などの平常点（30%）により評価． |
| 質問への対応 | 原則として講義中に対応。研究室でも対応。 |
| 研究室又は 連絡先 |
塚本研究室 4号館411号室 tsukamoto.arata@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:30 ～ 13:30 塚本 411号室
|
| 学生への メッセージ |
ゆっくり易しく進めるが，最も重要なことは，常に自ら考えることであり，その習慣をつけるよう演習を行う． 時間関数と周波数スペクトルとの関係は工学において広範に利用される常識的概念で大変重要である。Mathematicaを利用した演習をするのでノートコンピュータを使用する．どうしても用意出来ない場合は早めに相談すること． |