学習・教育到達度目標 A1 ハードウェアの基本動作を理論面から解析できるとともに,ソフトウェア的手法を利用してハードウェアを設計できる.
JABEE d 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力
本校教育目標 ② 基礎学力
概要:
直流回路、交流回路(2年)、信号解析、過渡現象論(3年)を基礎に行う授業である。電子回路の解析で必要となる基礎的な事項、テブナンの定理、ノートンの定理について学ぶ。まず主要な電子デバイスであるダイオード、トランジスタ、FETの役割と基本的な動作のしくみについて学ぶ。次に卒業研究や工業界などですぐ応用できるオペアンプ(演算増幅器)を使った反転増幅回路、非反転増幅回路、ボルテージフォロワー回路、差動増幅回路、加算回路、積分微分回路などが設計できるようにする。オペアンプの性能を表すパラメータの周波数特性などについても学ぶ。さらにオペアンプを用いた特殊な回路の動作原理と設計法を学ぶ。
授業の進め方・方法:
電子回路では電子のふるまいの理解とその周りの応用素子について定性的・定量的に理解することを目的として電子回路の構成要素の初歩から応用までを課題とともに理解しながら授業をすすめていく。配布プリント(講義ノートおよび課題)を利用して、主に自宅での自学・自習を行うことにより、じっくり時間をとって考える必要のある電子回路の諸問題への取り組み時間の絶対量を増加させ、着実に計算適用力をつけていく。また,対面授業としては、各回の授業と達成目標を提示し、ポイント割り当て部分の要点などの解説や回路変形などのコツ・工学的なパラメータの扱い方指導などを行い、内容の定着を計る。
注意点:
直流回路、交流回路(2年)、過渡現象論、信号解析(3年)を修得していることを前提に授業を進める。継続的に授業内容の予習・復習を行うこと。また、授業内容について、決められた期日までの課題(レポート)提出を求める。
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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」:シラバスの説明,電子回路の基礎:電子回路とは、電圧源と電流源、アースの働き、電圧源と電流源 |
半導体素子(受動素子、能動素子)の役割、電圧源と電流源、アースの意味を理解する。
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2週 |
「直流と交流」:直流と交流の表現方法、周期・最大値・実効値・周波数 および講義に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
直流と交流の表現方法、周期・最大値・実効値・周波数について理解できる。
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3週 |
「電気の基礎」:インピーダンス、テブナンの定理、ノートンの定理および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
ノートンの定理、信号源の等価回路などを使って回路を解析できる。
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4週 |
「電子デバイス」:ダイオード、トランジスタ、FETおよび講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
電子デバイスの役割と、素子を応用した回路の役割について理解し、計算できる。
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5週 |
「電子デバイス」:ダイオード、トランジスタ、FETおよび講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
電子デバイスの役割と、素子を応用した回路の役割について理解し、計算できる。
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6週 |
「トランジスタ増幅回路」:接地方式、バイアス回路の種類、エミッタ接地回路および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
トランジスタ増幅回路における接地方式、バイアス回路の種類、エミッタ接地回路について理解し、計算できる。
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7週 |
「トランジスタ増幅回路」:接地方式、バイアス回路の種類、エミッタ接地回路および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
トランジスタ増幅回路における接地方式、バイアス回路の種類、エミッタ接地回路について理解し、計算できる。
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8週 |
「FET増幅回路」:FETの特徴、バイアス回路の種類、等価回路および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
:FETの特徴、バイアス回路の種類、等価回路について理解し、計算できる。
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2ndQ |
9週 |
「各種の増幅回路」:差動増幅回路、フォロワ回路、複数接続回路および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
トランジスタやFETを用いた種々の増幅回路について理解し、計算できる。
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10週 |
「各種の増幅回路」:差動増幅回路、フォロワ回路、複数接続回路および講義に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
トランジスタやFETを用いた種々の増幅回路について理解し、計算できる。
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11週 |
「オペアンプの基礎」:オペアンプの電圧増幅度、反転回路・非反転回路および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
オペアンプの基本動作、電圧増幅度、入出力抵抗、理想特性について理解し、計算できる。
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12週 |
「オペアンプ応用回路」:フィルタ回路(HPF、LPF、BPF)および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
フィルタ回路の周波数特性、同相除去比について理解し、特殊な増幅器を、オペアンプを用いて設計できる。
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13週 |
「発振回路」:RC発信回路、LC発振回路および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
各回路の等価回路を理解して、増幅器を設計できる。
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14週 |
「変調と復調」:変調方式、復調方式とそのメカニズムおよび講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
変調と復調の仕組みについて理解し、説明できる。
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15週 |
「電源回路」:半波整流、全波整流および講義内容に関して自学・自習で復習し理解を深めること |
電源回路の仕組みや整流回路および、スイッチングの方式について理解し説明できる。
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | プログラミング | 要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを設計することができる。 | 4 | |
要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを実装することができる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
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実装できる。 | 4 | |
情報通信ネットワーク | 主要なサーバの構築方法を説明できる。 | 4 | |
ネットワークを構成するコンポーネントの基本的な設定内容について説明できる。 | 4 | |
SSH等のリモートアクセスの接続形態と仕組みについて説明できる。 | 4 | |
情報通信ネットワークを利用したアプリケーションの作成方法を説明できる。 | 4 | |
その他の学習内容 | データモデル、データベース設計法に関する基本的な概念を説明できる。 | 4 | |
データベース言語を用いて基本的なデータ問合わせを記述できる。 | 4 | |
分野別の工学実験・実習能力 | 情報系分野【実験・実習能力】 | 情報系【実験・実習】 | 標準的な開発ツールを用いてプログラミングするための開発環境構築ができる。 | 4 | |
要求仕様にあったソフトウェア(アプリケーション)を構築するために必要なツールや開発環境を構築することができる。 | 4 | |
要求仕様に従って標準的な手法によりプログラムを設計し、適切な実行結果を得ることができる。 | 4 | |
分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | グループワーク、ワークショップ等による課題解決への論理的・合理的な思考方法としてブレインストーミングやKJ法、PCM法等の発想法、計画立案手法など任意の方法を用いることができる。 | 4 | |
態度・志向性(人間力) | 態度・志向性 | 態度・志向性 | 当事者意識をもってチームでの作業・研究を進めることができる。 | 4 | |
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。 | 4 | |
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。 | 4 | |
リーダーシップを発揮する(させる)ためには情報収集やチーム内での相談が必要であることを知っている | 4 | |
総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 課題や要求に対する設計解を提示するための一連のプロセス(課題認識・構想・設計・製作・評価など)を実践できる。 | 4 | |
提案する設計解が要求を満たすものであるか評価しなければならないことを把握している。 | 4 | |
経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。 | 4 | |