【授業の目的】
線形システム理論の基礎を理解する。線形システムの基本的な考え方である,インパルス応答,周波数応答を導入し,数学的な道具としてのフーリエ変換とその性質を学ぶ。次に,線形・時不変のシステムでの入出力関係が時間領域ではコンボリューション積分,周波数領域では伝達関数による積になることを理解する。また、ラプラス変換の基礎を解説する。
【授業の到達目標】
この講義を履修した学生は, (a)インパルス応答とコンボリューション積分について理解し,コンボリューション積分の式を導出できる。【知識・理解】 (b)周波数応答の意味を説明できる。【知識・理解】 (c)正弦波の複素三角関数表現を計算できる。【知識・理解】 (d)振幅と位相の周波数特性から伝達関数を計算できる。【知識・理解】 (e)フーリエ変換の解釈について説明でき,簡単な信号のフーリエ変換が計算できる。【知識・理解】 (f)時間領域でのコンボリューション積分の関係が周波数領域では乗算になることを導出できる。【知識・理解】 (g)ラプラス変換の式を理解し,基本的な信号のラプラス変換を導出できる。【知識・理解】 (h)ラプラス変換に関して,コンボリューション定理,最終値の定理などを説明できる。【知識・理解】
【授業概要(キーワード)】
線形システム,インパルス応答,周波数応答,伝達関数,フーリエ変換,ラプラス変換
【科目の位置付け】
情報・エレクトロニクス学科のカリキュラムポリシーの教育課程の編成・実施等(2)(基盤共通教育科目で培った知識を発展させて,情報科学または電気・電子通信工学の応用力や展開力を養うための講義)に対応する。
【授業計画】
・授業の方法
講義形式で行うが,理解を深めるため講義中に小課題を課す.小課題により受講者の理解度を確認しながら,講義の進度を調整する.
・日程
1 信号とシステム 2 δ関数による表現 3 インパルス応答とコンボリューション 4 正弦波による表現 5 周波数応答と伝達関数 6 フーリエ変換 7 フーリエ変換の諸定理 8 フーリエ変換の演習 9 中間試験と解説 10 ラプラス変換 11 ラプラス変換の諸定理 12 フーリエ変換とラプラス変換 13 ラプラス変換の応用(過渡現象と回路方程式を含む) 14 ラプラス変換の演習 15 期末試験と解説 ただし,上記の日程は受講者の理解度に応じて変更されることがある。
【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
講義には集中して耳を傾けること.また積極的に質問し,講義中に疑問点を解消するよう努めて欲しい.
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
WebClassから当日の講義資料をダウンロードし、該当箇所を前もって読んでおくことが望ましい.授業中に解けなかった演習問題の復習を行うこと.
【成績の評価】
・基準
全講義回数の2/3以上に出席することを単位取得の前提条件とし,総合評価において合計60点以上を合格とする.
・方法
上記の総合評価は,中間試験40点,期末試験40点,毎週の講義における小課題20点とし,その合計によって算出される.
【テキスト・参考書】
【テキスト】 特定のテキストは使用しない。講義資料は,ウェブクラスよりダウンロードすること。 【参考書】 小畑秀文,浜田望,田村安孝:信号処理入門,コロナ社 貴家仁志:ディジタル信号処理,オーム社 毛利 哲也:ディジタル信号処理,共立出版 他にも多数あるので,自分にあった本を探すこと。
【その他】
・学生へのメッセージ
授業内容を十分に理解するには,毎回必ず出席することが望ましい。小課題の提出により出席を毎回確認する。
・オフィス・アワー
時間:水曜日16:00~17:00,場所:9号館300-6室(記載の時間帯以外を希望する場合は,事前連絡により日程を調整し対応する.)
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