ディジタル信号処理

科目基礎情報

学校 仙台高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 ディジタル信号処理
科目番号 0012 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 電気システム工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 プリント配布による
担当教員 本郷 哲

到達目標

ディジタル信号処理の基礎知識を知り、それを活かした解析プログラムを作成・理解する。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
ディジタル信号処理の概念の理解ディジタル信号処理の歴史、応用技術事例、効果を系統的に説明できる。ディジタル信号処理が使われている製品を挙げて、その効果をいくつか説明できるディジタル信号処理
ディジタルの基礎知識の修得シラバスの[ ]で示した キーワードを全て説明できるキーワードのうち、☆がついているものを説明できる☆のキーワードが説明できない
ディジタル信号処理の応用能力ディジタル信号処理プログラムを開発できるディジタル信号処理プログラムを説明できるプログラムができない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 1. 電気工学の基礎と技術の習得により、多岐に亘る応用分野を互いに関連づけながら総合的に支え発展させると共に、技術者として社会に貢献する人材の養成を目標とする。
JABEE D2 専門分野と周辺の工業技術を理解し、デザインに応用展開できる能力
資格 1 電気主任技術者
資格 2 電気工事士試験
資格 4 JABEE

教育方法等

概要:
ディジタル信号処理の基本的な考え方やシステム設計について学習する。
ディジタル信号処理システムの原理や構造を理解し、ディジタルフィルタの周波数設計方法について演習を通して知識を深め、応用できることを目標とする。
授業の進め方・方法:
授業は、アクティブラーニング形式(講義、紙による演習、PCによるプログラミング演習を併用する。)
<事前学習>
BlackBoard上にある資料・問題等をみておき、不明な点をはっきりさせておくこと。
<事後学習>
BlackBoard上の演習問題を行うこと。
注意点:
ディジタル信号処理全般の知識とC言語の知識を必要とするので、復習しておくこと。状況に応じて、補講を行うので注意すること。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 [☆アナログ信号]と[☆ディジタル信号]、[☆AD変換]、[☆標本化]、[☆量子化]、[☆標本化定理]、[エリアシング]、[ダイナミックレンジ]、[☆dB]の項目について、講義と演習 左記☆項目を理解し、説明できる。
2週 [正規直交基底] 正規直交基底の概念を説明できる。
3週 [☆フーリエ級数] フーリエ級数の説明ができ、フーリエ級数展開ができる。
4週 [☆離散フーリエ変換]、[回転因子]、[離散フーリエ変換の性質]、[窓関数] 離散フーリエ変換の概念が説明できる。
5週 中間演習課題 学習したことをまとめて説明できることを確認
6週 コンピュータによる演習(1) 波形の描画プログラムが作成できる。
7週 コンピュータによる演習(2) 窓関数のプログラムが作成できる。
8週 コンピュータによる演習(3) DFTとフィルタのプログラムが作成できる。
2ndQ
9週
10週
11週
12週
13週
14週
15週
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の専門工学電気・電子系分野計測計測方法の分類(偏位法/零位法、直接測定/間接測定、アナログ計測/ディジタル計測)を説明できる。3前1
精度と誤差を理解し、有効数字・誤差の伝搬を考慮した計測値の処理が行える。3前2
SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。3前1
A/D変換を用いたディジタル計器の原理について説明できる。4前1
制御伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。3前4
ブロック線図を用いてシステムを表現することができる。2前4
システムの過渡特性について、ステップ応答を用いて説明できる。2
情報系分野プログラミング代入や演算子の概念を理解し、式を記述できる。3
プロシージャ(または、関数、サブルーチンなど)の概念を理解し、これらを含むプログラムを記述できる。3
与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。4
ソフトウェア生成に必要なツールを使い、ソースプログラムをロードモジュールに変換して実行できる。4
主要な言語処理プロセッサの種類と特徴を説明できる。2
ソフトウェア開発に利用する標準的なツールの種類と機能を説明できる。3
プログラミング言語は計算モデルによって分類されることを説明できる。1
要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。3
ソフトウェアアルゴリズムの概念を説明できる。4
与えられたアルゴリズムが問題を解決していく過程を説明できる。4
同一の問題に対し、それを解決できる複数のアルゴリズムが存在しうることを説明できる。4
コンピュータ内部でデータを表現する方法(データ構造)にはバリエーションがあることを説明できる。4
ソフトウェアを中心としたシステム開発のプロセスを説明できる。4
同じ問題を解決する複数のプログラムを計算量等の観点から比較できる。4
分野別の工学実験・実習能力電気・電子系分野【実験・実習能力】電気・電子系【実験実習】電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。3
抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。3
電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。3

評価割合

試験レポート演習の取組合計
総合評価割合702010000100
基礎的能力020000020
専門的能力7001000080
分野横断的能力0000000