電子工学の基幹となる回路、デバイスの実験能力・実技能力の修得を目的に、実験実習を通じて座学で得た知識をより深く理解する。また、実験を通じ、各種測定機器の使用法を修得する。
概要:
電気電子工学実験Ⅰ～IVを発展させたもの。電子回路の実験テーマについて、各テーマごとに回路作製および評価実験を行い、実験結果について考察する。また、回路シミュレーションを行い、実験結果と比較考察する。
授業の進め方・方法:
回路製作実習により自分で回路図通りの回路を組み、測定結果について考察し、レポートを作成する。また、回路シミュレーションの結果と実験結果とを比較考察し、レポートを作成する。
注意点:
・学生各自が低学年で購入したブレッドボード及びジャンパー線を持参すること。これらの物品を忘れた場合には実験できない場合がある。
・事前レポートを各テーマ1週目の実験当日朝8：50までに提出すること。実験後の本レポートは原則として実験が終了した翌週の実験日の朝8：50を提出期限とする。また、再レポートの期限は原則として提出日の翌週実験日朝8：50とする。
・やむを得ず欠課する場合には担当教員に連絡すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
授業の進め方を理解し、実験を安全に行う基本知識を学ぶ。
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| 2週 |
１．数値解析プログラミング（微分方程式の解法：Mathematica) |
Mathematicaが使用できるようになる．
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| 3週 |
２．情報セキュリティプログラミング ２．１ Octaveの入門 |
Octaveが使用できるようになる．
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| 4週 |
２．２ 画像電子透かし技術(Octave) |
Octaveを用いて画像電子透かし技術の基礎を理解する．
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| 5週 |
２．３ 音響解析実験(Octave) |
Octaveを用いて音響解析技術の基礎を理解する．
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| 6週 |
３．人工知能プログラミング （機械学習による音声信号の解析からPUFの研究まで：Python) |
機械学習による音声信号の解析からPUFの研究についてPythonで学習し，基礎を理解する．
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| 7週 |
４．電子CAD/CAE（電子回路シミュレーションと設計：LTSpice） |
LTSpiceを用いて，各種回路シミュレーションの方法を理解する．
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| 8週 |
５．電力回路設計（B級電力増幅回路）1回目 |
B級電力増幅回路について，トランジスタの特性を踏まえて理解する．
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| 2ndQ |
| 9週 |
５．電力回路設計（B級電力増幅回路）２回目 |
B級電力増幅回路について，トランジスタの特性を踏まえて理解する．
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| 10週 |
６．音声信号処理回路設計（シミュレーテッドインダクタ回路）１回目 |
シミュレーテッドインダクタ回路について理解する．
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| 11週 |
６．音声信号処理回路設計（シミュレーテッドインダクタ回路） ２回目 |
シミュレーテッドインダクタ回路について理解する．
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| 12週 |
３．人工知能プログラミング （機械学習による音声信号の解析からPUFの研究まで：Python) |
音声信号処理回路設計の課題で計測した音声データを用いて特徴解析行い，実際の信号処理方法を理解する．
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| 13週 |
７．DCモータ駆動回路設計（PWM発振回路）1回目 |
オペアンプのコンパレータ機能を用いてＰＷＭ信号を生成し，ＤＣモータの回転数制御方法を理解する．
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| 14週 |
７．DCモータ駆動回路設計（PWM発振回路）２回目 |
オペアンプのコンパレータ機能を用いてＰＷＭ信号を生成し，ＤＣモータの回転数制御方法を理解する．
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| 15週 |
実験内容の振り返り |
実験内容について自分で達成度を評価できる
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| 16週 |
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| 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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 3 | 前14 |
| 実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 3 | |
| 実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 3 | |
| 実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 3 | |
| 実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 3 | |
| 実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 3 | |
| 実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 3 | |
| 実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 3 | |
| 個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 3 | |
| 共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 3 | |
| レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 4 | |
| バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 4 | |
| FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 4 | |
| 演算増幅器の特性を説明できる。 | 4 | |
| 演算増幅器を用いた基本的な回路の動作を説明できる。 | 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。 | 4 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,後2,後3,後4,後5,後11,後12 |
| オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。 | 4 | 前2,前3,前4,前5,前6,前7,後2,後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。 | 4 | 前1,後1 |
| インピーダンスの周波数特性を考慮し、実験結果を考察できる。 | 4 | |
| 増幅回路等(トランジスタ、オペアンプ)の動作に関する実験結果を考察できる。 | 4 | 前5,前6,前7,後9,後10 |
| トランジスタの電気的特性の測定法を習得し、その実験結果を考察できる。 | 4 | |