概要:
電子計測を行う上で基本となるアナログ回路およびデジタル回路について理解する。電気・電子回路のシミュレーションソフト(B2 Spice Ver.5)を使って、回路解析の手法を習得する。
授業の進め方・方法:
独自に作成したB2 Spiceのマニュアル(PDFファイル)を学生がそれぞれ参照しながら、回路解析の手法を修得していく。適宜、小テストを行なう事で、理解を深める。
注意点:
1) 授業時間が始まる前に、電算センター演習室のPCを立ち上げておくこと。
2) USBメモリを各自用意して授業内容のファイルを保存し、次回の授業で継続できるようにすること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
授業計画の説明 R直列回路 |
抵抗・電源・電圧計の配置と結線、機器のパラメータ調整法を習得できる。DC Sweep解析法を習得できる。
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2週 |
小テスト1 抵抗ブリッジ回路・重ね合わせの理 |
電源電圧を変化させた時の各枝における電流値を解ける。重ね合わせの定理が成り立つことを実証できる。
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3週 |
RLCフィルタ回路 |
インダクタ・キャパシタ等の配置・結線ができ、機器のパラメータ調整法を習得できる。AC Sweep解析法を習得でき、ボード線図を表示できる。
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4週 |
小テスト2 RLC直・並列回路 |
発振周波数を変化させた時の電流値および電圧値を解くことができる。共振周波数を解くことができる。
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5週 |
トランジスタ増幅回路 |
DC Sweep解析によりトランジスタのDC値の決定法を習得できる。Transient解析法を習得できる。
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6週 |
小テスト3 OPアンプ正・逆相増幅回路 |
入出力波形を表示でき、利得を求めることができる。
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7週 |
中間試験 RCローパス回路 |
回路解析問題を解き、解答を中間レポートとしてまとめる。
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8週 |
中間試験 MOS FET増幅回路 |
回路解析問題を解き、解答を中間レポートとしてまとめる。
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2ndQ |
9週 |
試験答案の返却及び解説 NAND-NOT回路と8-bit加算回路 |
free-run解析により入出力信号を判定する方法を習得できる。加算器、分岐素子等のデジタル素子の配置・結線ができる。
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10週 |
小テスト4 半加算器・全加算器1 |
出力信号に対する真理値表と式を導出する問題を解ける。
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11週 |
8-bit加算回路と4-bitリングカウンタ |
Transient解析法を習得できる。Flip Frop素子で回路を構成でき、タイミングチャート解析を習得できる。
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12週 |
小テスト5 全加算器2・8進カウンタ |
出力信号に対する真理値表を導出する問題を解ける。タイミングチャートを表示する問題を解ける。
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13週 |
期末試験 3-bitレジスタ |
回路解析問題を解き、解答を期末レポートとしてまとめる。
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14週 |
期末試験 順序回路 |
回路解析問題を解き、解答を期末レポートとしてまとめる。
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15週 |
試験答案の返却及び解説 半波整流回路と全波整流回路 |
ダイオードの特性を基本として、半波整流回路と全波整流回路の回路解析を習得できる。
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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 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 6 | |
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 6 | |
直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 6 | |
等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 6 | |
平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 6 | |
物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 6 | |
物体に作用する力を図示することができる。 | 6 | |
作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 6 | |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 6 | |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 6 | |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 6 | |
力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 6 | |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 6 | |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 6 | |
万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 6 | |
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 6 | |
力のモーメントを求めることができる。 | 6 | |
角運動量を求めることができる。 | 6 | |
角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。 | 6 | |
熱 | エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。 | 6 | |
波動 | 波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 6 | |
波の独立性について説明できる。 | 6 | |
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。 | 6 | |