到達目標
1.ダイオード、バイポーラトランジスタ、演算増幅器の基本動作と増幅回路の構成と特徴を説明できる。
2.等価回路を用いて増幅回路や発振回路の動作を説明できる。
3.電源回路や変調・復調回路の動作原理と特徴を説明できる。
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 |
評価項目1 | 増幅回路の構成と特徴を説明でき、周波数特性について考察できる | 増幅回路の構成と特徴を説明できる | 増幅回路の構成と特徴を説明できない |
評価項目2 | 等価回路を用いて増幅回路や発振回路の動作を説明できた上で、増幅度や発振条件などの計算ができる | 等価回路を用いて増幅回路や発振回路の動作を説明できる | 等価回路を用いて増幅回路や発振回路の動作を説明できない |
評価項目3 | 電源回路や変調・復調回路の動作原理を理解した上で、様々な応用例を説明できる | 電源回路や変調・復調回路の動作原理と特徴を説明できる | 電源回路や変調・復調回路の動作原理と特徴を説明できない |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
準学士課程の教育目標 C① 実験や実習を通じて、問題解決の実践的な経験を積む。
専攻科教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
専攻科教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。
専攻科教育目標、JABEE学習教育到達目標 SC① 専門工学の実践に必要な知識を深め、実験や実習を通じて、問題解決の経験を積む。
教育方法等
概要:
各種電子機器の動作を理解するために、アナログ電子回路の基礎の理解を目的とする。B①②、C①、SB①②、SC①
各種の半導体能動素子を用いた増幅回路、発振回路、電源回路、パルス回路、変調復調回路の構成と動作解析を学ぶ。B①②、C①、SB①②、SC①
授業の進め方・方法:
様々な電子機器への応用例を示しながら、実用的な電子回路の概念を詳しく解説する。
注意点:
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
トランジスタ増幅回路の復習 |
3年次に学んだ内容を復習し、等価回路を用いた解析ができる
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2週 |
帰還増幅回路の回路構成と正帰還・負帰還の原理) |
帰還の概念と正帰還・負帰還の違いが理解できる
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3週 |
帰還による増幅回路の特性変化1 |
帰還による増幅度の変化を理解できる
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4週 |
帰還による増幅回路の特性変化2 |
負帰還による周波数特性の改善と安定度の向上を理解できる
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5週 |
オペアンプの構造と動作 |
オペアンプの構造と動作原理を理解できる
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6週 |
オペアンプの応用1 |
反転・非反転増幅回路の解析ができ、その特徴が理解できる
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7週 |
オペアンプの応用2 |
微分・積分回路の解析ができ、その特徴が理解できる
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
スピーカーの構造と電力増幅 |
ダイナミックスピーカーの構造と動作原理、電力僧服回路の必要性を理解できる
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10週 |
電力増幅回路1 |
出力トランスの役割とインピーダンス整合を理解できる
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11週 |
電力増幅回路2 |
A級電力増幅回路の動作を解析し、効率を計算できる
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12週 |
電力増幅回路3 |
B級プシュプル電力増幅回路の動作を解析し、効率を計算できる
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13週 |
電源回路1 |
半波整流回路と全波整流回路の特徴を理解できる
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14週 |
電源回路2 |
平滑回路と脈動率を理解できる
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15週 |
電源回路3 |
安定化電源とスイッチング電源の回路構成と特徴を理解できる
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16週 |
期末試験 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
発振回路1 |
LC発振回路(ハートレー型)の動作原理と解析法を理解できる
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2週 |
発振回路2 |
LC発振回路(コルピッツ型)の動作原理と解析法を理解できる
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3週 |
発振回路3 |
RC発振回路の動作原理と解析法を理解できる
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4週 |
発振回路4 |
水晶発振回路の動作原理と特徴を理解できる
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5週 |
パルス波形 |
パルス波形の特徴を理解できる
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6週 |
パルス波形のフーリエ級数展開 |
方形波をフーリエ級数に展開し周波数スペクトルを描くことができる
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7週 |
パルス波形のフーリエ級数展開2 |
三角波をフーリエ級数に展開し周波数スペクトルを描くことができる
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
9週 |
無安定マルチバイブレーター |
無安定マルチバイブレーターの動作原理と応用例が理解できる
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10週 |
単安定マルチバイブレーター |
単安定マルチバイブレーターの動作原理と応用例が理解できる
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11週 |
双安定マルチバイブレーター |
双安定マルチバイブレーターの動作原理と応用例が理解できる
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12週 |
AM変調回路 |
ベース変調回路の動作原理を理解できる
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13週 |
AM復調回路 |
包絡線検波やヘテロダイン検波の原理を理解できる
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14週 |
FM変調回路 |
バリキャップを用いたFM変調の原理を理解できる
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15週 |
FM復調回路 |
フォスター・シーリー回路の原理を理解できる
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16週 |
定期試験 |
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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 | 電気回路 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 2 | |
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | |
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | |
合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | |
正弦波交流の特徴を説明し、周波数や位相などを計算できる。 | 3 | |
平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。 | 3 | |
R、L、C素子における正弦波電圧と電流の関係を説明できる。 | 2 | |
キルヒホッフの法則を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
合成インピーダンスや分圧・分流の考え方を用いて、交流回路の計算ができる。 | 3 | |
直列共振回路と並列共振回路の計算ができる。 | 2 | |
相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 2 | |
電子回路 | 利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前10,前11,前12,後15 |
トランジスタ増幅器のバイアス供給方法を説明できる。 | 4 | 前1 |
演算増幅器の特性を説明できる。 | 4 | 前5 |
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 | 前6 |
発振回路の特性、動作原理を説明できる。 | 4 | 後1,後2 |
変調・復調回路の特性、動作原理を説明できる。 | 4 | 後12,後13,後14,後15 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 課題レポート | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 90 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 90 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |