2021年 理工学部 シラバス - 電気工学科
設置情報
| 科目名 | 電子回路ＣＡＤ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学科 | 学年 | 4年 |
| 担当者 | 門馬 英一郎 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I52T |
| クラス | A・B | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 半導体集積回路の高度化に伴い電子回路の設計の主流でとなった電子回路シミュレータ・CAD(Computer Aided Design)について学ぶことで，アナログ電子回路の特性解析及びディジタル回路の動作シミュレーションを始め発振回路など様々な電子回路の設計・説明ができるようになる． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
オンデマンド型授業で実施する。各自コンピュータのCADソフトウエア (Micro-CAP10)を使用して毎時間講義形式による電子回路の設計、特性解析、各種回路シミュレーションなどを行なう。 |
| 履修条件 | 電子回路Ⅰ, Ⅱ, パルス回路, ディジタル回路を修得し、Microsoft Windowsの基本的な操作ができることが望ましい． |
授業計画
| 第1回 | Introductionとクイックツアー、SPICEの歴史、簡単な電子回路の作成と回路エディタ: (1)受動素子の設定 (2)能動素子の設定 (3)回路の作成 (4)電源の設定 (5)信号源の設定 (6)ファイルメニュー (7)エディットメニュー (8)ウインドーメニュー 予習：Micro CAP 10 をインストールしておく。方法は別途示す。今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
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| 第2回 | コンポーネントのパラメータとテキストの編集: (1)オブジェクト操作 (2)アンドゥ／リドゥ (3)クリップボード (4)ドラッグコピー (5)ナビゲーション 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第3回 | パラメータのステッピングとダイアログボックス、トランジェント解析: (1)ステッピングダイアログボックス (2)ＡＣ解析の例 (3)トランジェント解析の例 (4)プロットとカーブの選択 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第4回 | 電圧・電流源とアナログ信号源: (1)バッテリ (2)定電流源 (3)パルス信号 (4)正弦波信号源 (5)独立信号源 (6)ＳＦＦＭ 型信号源 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第5回 | ＡＣ解析： (1)ダイアログボックスの設定 (2)曲線オプション (3)Runオプション (4)数値出力 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第6回 | ＤＣ解析とモデルパラメータ： (1)バイポーラトランジスタ (2)ダイオード (3)FET (4) LED 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第7回 | ダイナミックDC, ダイナミックAC: 電気回路の基礎，電気回路I及び演習，電気回路II及び演習の範囲より，直流理論および交流理論(単相・三相)の復習とシミュレーションを行う。 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第8回 | その他の素子・マクロ・回路: (1) Photo Coupler (2) DIAC (3) SCR (4) カレントミラー回路 (5) AC-DC (6) その他MC10のサンプル利用 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第9回 | 発振回路： (1)マルチバイブレータ (2)コルピッツ (3)位相発振器 (4)電圧制御発振器 (5)電流制御型非線形抵抗(CNR)による発振 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第10回 | 基本論理要素による回路： (1)超短パルス発生回路 (2)EOR (3)HALF-Adder (4)ディジタル比較器 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第11回 | ディジタル信号源： (1)Stimulus generator (2)Define定義 (3)フォーマット (4)コマンド (5)制御文 (6)同期式/非同期式16進カウンタ 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第12回 | アニメーションモード： (1)アニメーションモードの機能 (2)アニメーションコンポーネント (3)アニメーションのオプション (4)トランジェント解析の例 (5) 同期および非同期式n進カウンタ (6) BCD to seven segment decoder、Animated seven segment 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第13回 | ディジタル演算回路： (1)パリティ生成回路 (2)シフトレジスタ (3)リングカウンタ (4)、FULL Adder, FULL-SUB 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第14回 | レギュレータ： (1)定電圧回路 (2)定電流回路 (3)過電流保護 (4) 3端子レギュレータ 予習：今回の授業内容に関係する事項を調べておく。(2時間) 復習：授業内容や演習内容を見直し，理解を確実にする。指示された課題の回路を作成・解析し，提出する。(2時間) 課題については授業内で解説を行う。 |
| 第15回 | 全講義を基にした総合的な演習 予習：これまでの授業内容に関係する事項を見直しておく。(2時間) 復習：総合的な演習内容を見直し，理解を確実にする。(2時間) |
その他
| 教科書 |
Micro-CAP10 ユーザーズガイドのダウンロード方法を別途示す。
講義時に毎回プリントを配布する。
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| 参考書 |
松澤 昭 『基礎電子回路工学』 電気学会 2009年
松澤 昭 『応用電子回路工学』 電気学会 2014年
渋谷道雄 『回路シミュレータLTspiceで学ぶ電子回路』 オーム社 2016年 第2版
鈴木 雅臣 『回路の素101』 CQ出版 2012年
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| 成績評価の方法 及び基準 |
課題100% |
| 質問への対応 | Zoomで実施 |
| 研究室又は 連絡先 |
E-mail: momma.eiichiro@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
金曜 駿河台 10:40 ～ 12:10 Zoom
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| 学生への メッセージ |
遅刻は厳禁。アナログ・デジタル電子回路の設計・製作に意欲のある学生が望ましい。講義連絡及び課題の提出はCSTポータルで行なうので随時確認をすること。 |