概要:
信号処理の対象となるのは計測によって得られる信号である。最終的に受け取られる信号は，元々の信号源に伝達経路やシステムの影響が加わったものである。従って，信号には，様々な情報が含まれており，信号源自体やシステムの働きを明確にするためには的確な処理技術が必要である。ここでは，信号やシステムについて，時間，周波数両領域からの表現，解析法について学び，工学における基礎分析力及び応用力を高める。
授業の進め方・方法:
基本的には講義形式で進めるが，必要と思われるレポート課題を課し，演習を通しながら内容の理解を高めるように配慮する。
注意点:
・演習問題解答レポート提出は受験のための必須条件とする。
・本科目の習得は，専攻科，ディジタル信号処理を受講する上で必要とされる。
・本科目の単位は，高等専門学校設置基準第17条第4項により認定される。
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
０．ガイダンス
１．信号とシステム
信号の表現 |
一般的なシステムに介在する信号の形態と性質について，その概要を説明できる。
|
| 2週 |
線形システム |
線形システムについてその概要を説明できる。
|
| 3週 |
フーリエ変換 |
フーリエ変換の解釈を説明でき，各種信号のスペクトル解析に応用することができる。
|
| 4週 |
２．アナログとディジタル
サンプリング定理 |
アナログ信号の標本化，標本化されたサンプルの量子化，量子化された信号の符号化について理解し，説明することができる。
|
| 5週 |
量子化 |
アナログ信号の標本化，標本化されたサンプルの量子化，量子化された信号の符号化について理解し，説明することができる。
|
| 6週 |
３．離散時間システム
線形・時不変離散システム |
線形時不変離散システムの入出力の関係の考え方について説明できる。
|
| 7週 |
コンボリューション
差分方程式 |
線形時不変離散システムの入出力の関係の考え方について説明できる。
|
| 8週 |
前期中間試験相当 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
試験返却・解説相当
４．ｚ変換
ｚ変換の定義，収束領域
|
離散時間システムの解析に有効なｚ変換の基礎事項について説明できる。
|
| 10週 |
ｚ変換の性質
逆ｚ変換 |
ｚ変換および逆ｚ変換による解析について理解し，説明することができる。
|
| 11週 |
線形・時不変システムのｚ変換による解析 |
ｚ変換および逆ｚ変換による解析について理解し，説明することができる。
|
| 12週 |
５．離散信号のフーリエ変換
離散時間フーリエ変換
|
離散化信号のフーリエ変換について理解・説明することができる。
|
| 13週 |
離散フーリエ変換 |
離散化信号のフーリエ変換について理解・説明することができる。
|
| 14週 |
高速フーリエ変換 |
高速フーリエ変換のアルゴリズムについて説明でき各種波形の分析に応用できる。
|
| 15週 |
高速フーリエ変換 |
高速フーリエ変換のアルゴリズムについて説明でき各種波形の分析に応用できる。
|
| 16週 |
前期末試験
試験返却 |
|
| 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 | 数学 | 数学 | 数学 | 整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。 | 3 | |
| 因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。 | 3 | |
| 分数式の加減乗除の計算ができる。 | 3 | |
| 実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。 | 3 | |
| 平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。 | 3 | |
| 複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。 | 3 | |
| 解の公式等を利用して、2次方程式を解くことができる。 | 3 | |
| 簡単な連立方程式を解くことができる。 | 3 | |
| 累乗根の意味を理解し、指数法則を拡張し、計算に利用することができる。 | 3 | |
| 角を弧度法で表現することができる。 | 3 | |
| 三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | |
| 加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。 | 3 | |
| 三角関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | |
| 三角比を理解し、簡単な場合について、三角比を求めることができる。 | 3 | |
| 一般角の三角関数の値を求めることができる。 | 3 | |
| 等差数列・等比数列の一般項やその和を求めることができる。 | 3 | |
| 総和記号を用いた簡単な数列の和を求めることができる。 | 2 | |
| 独立試行の確率、余事象の確率、確率の加法定理、排反事象の確率を理解し、簡単な場合について、確率を求めることができる。 | 3 | |
| 条件付き確率、確率の乗法定理、独立事象の確率を理解し、簡単な場合について確率を求めることができる。 | 3 | |
| 1次元のデータを整理して、平均・分散・標準偏差を求めることができる。 | 3 | |
| 2次元のデータを整理して散布図を作成し、相関係数・回帰直線を求めることができる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 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 | |
| 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。 | 3 | |