回路システム学第二

別途指示の予定

主題:コンピュータ、通信機器、レーダ装置などの電子装置、半導体集積回路などの電気電子回路を設計したり、動作を解析する場合に必要な回路の計算・設計手法の基礎を学ぶ。

達成目標: Zパラメータ、Yパラメータ、Fパラメータ等の各種回路パラメータを用いた2端子対回路の設計の基礎や, 回路をシステムとして見た場合にインピーダンス関数やアドミタンス関数が重要になるが、それらの関数と極、零点、留数との関係性を理解する。また, 今期からはアナログ回路実験, 電子回路学の理解を促進する上でも, 初期のうちにバイポーラトランジスタ(BJT)の基礎について理解する.

基礎電気回路、回路システム学第一

基礎電気回路、回路システム学第一、基礎演習A、基礎演習B、応用数学A、応用数学B、複素関数論

教科書がない場合でも進められるようにしたいと思いますが, より深い理解のためには下記教科書をできる限りご準備いただきたいです。例年状況をお聞きするところ緑色の教科書を持っている方がとても多いため、教科書としては以下としたいと思います。当然ながら赤色の書籍(平山、大附著「電気回路論[3版改訂]」(電気学会))も回路に興味がある方は持っていらっしゃるととてもよろしいかと思います。

教科書:鎌倉、上、渡辺著「電気回路」(培風館)(緑色) (基礎電気回路で使用した教科書です)

参考書:平山、大附著「電気回路論[3版改訂]」(電気学会)(赤色)(回路システム学第一で使用した教科書です)
参考書:佐藤 和也, 平元 和彦, 平田 研二, はじめての制御工学 改訂第2版 (KS理工学専門書)
参考書:佐藤 和也, 平元 和彦, 平田 研二, はじめての現代制御理論 改訂第2版 (KS理工学専門書)
参考書:落合 政司, 電気学会大学講座 アナログ電子回路: 半導体デバイスとその応用技術, 電気学会
参考書:末松 安晴他10名, 基礎シリーズ 電子回路入門, 実教出版株式会社(電子回路学で使用する予定の教科書です)

授業は4月9日(水)より開始します。

[授業内容](進捗状況によっては変更する可能性がございます。予めご了承ください。)
第1回:基礎電気回路、回路システム学基礎事項の復習(1) 電気回路、インピーダンス,バイポーラトランジスタ(1)について
第2回:バイポーラトランジスタ(2), 基礎電気回路、回路システム学基礎事項の復習(2)フーリエ級数展開、過渡現象、フーリエ変換、ラプラス変換の概要、について
第3回:2端子対回路行列(1)1端子, 2端子対回路、Z行列、Y行列、F行列、h行列(BJTの小信号等価回路)
第4回:2端子対回路行列(2)Z行列、Y行列、F行列、h行列(BJTの小信号等価回路)の続き
第5回:2端子対回路行列の性質(1)FETの小信号等価回路、トランス
第6回:2端子対回路行列の性質(2)各行列間の変換方法についての続き、Δ-Y, Y-Δ変換
第7回:2端子対回路行列を用いた回路設計
第8回:第3回～7回の総合問題
第9回:RC、RLC回路の設計(1) 複素周波数、ラプラス変換、RLC共振回路、留数、極
第10回:RC、RLC回路の設計(2)時間特性、周波数特性、それらのつながり
第11回:RC、RLC回路の設計(3)LCはしご回路、連分数展開、第3回～7回の総合問題のヒント解説
第12回:システムとは何か？、システムの数学的なモデリング
第13回:システムの数学的なモデルとブロック図の関係性(1) 式とブロック図の関係性、ブロック図の合成とその応用(1)
第14回:システムの数学的なモデルとブロック図の関係性(2) ブロック図の合成とその応用(2)、第1回～14回の総合問題(1), 第1回～14回の総合問題のヒント解説(1)
第15回:第1回～14回の総合問題(2), 第1回～14回の総合問題のヒント解説(2)
※理解度により内容の変更等の可能性あり。

[授業の進め方]
・基本的には対面方式で、教員がパワーポイント資料を使いながら行います。
・状況によってオンデマンド方式の場合もあるかもしれませんが、その場合は授業動画をアップロードした旨はGoogle Classroomのコメント機能を使ってお知らせします。
・Google Classroom内の情報やファイルなどはSNS等で拡散することのないようにお願いいたします。
・Google Classroomも使って授業を進めますので, Google Classroomを使える状態とし, UEC Cloudのアカウントに届くメッセージやメールは定期的に確認お願いします。

この科目の理解度向上には, 一度ノートなどに自筆で回路図をかいて回路計算することや数式を書くことを何度も数をこなすことが重要です。授業の復習を重視して下さい。随時レポート課題も出して, その課題を解いたものを提出してもらいます。

[成績評価方法]
定期的に授業で演習したり、宿題を出します。それらのレポートと、第8回目の第1回～7回の総合問題、第14回の目の第1回～13回の総合問題で総合評価する。

[最低達成基準]
1. 2端子対回路の計算ができること。
2. 極、零点、留数の意味が分かり, それらが回路に対してどう対応しているかが理解できていること。
3. バイポーラトランジスタ(BJT)の基礎が理解でき、エミッタ接地回路の基礎が理解できていること。

直接対面での相談については適宜相談に応じますが、電子メールで事前にアポイントを取って下さい。

回路システム学第⼆は将来皆さんが電気電⼦回路分野の技術者として活躍するために必要な知識を勉強し, ある程度自分で2端子対回路の回路計算や、電気に限らずあるシステムを数学的なモデルで記載が進められるようになることを目指します。今後, 専門性が更に深まる各種科目の根幹となる部分でもありますので, 自発的に取り組んで習得を目指してください。

授業は4月9日(水)より開始しますのでご注意ください。

授業では回路シミュレータも少しずつ取り入れていきたいと思っております。原理を知った上でこれらのツールが併用できると理解が深まったり、より高度な回路計算、回路設計ができるようになりますので、使い方など知りたい方はぜひ質問してください。