授業科目名	信号とシステム演習
時間割番号	TEE115
担当教員名	本間　聡
開講学期・曜日・時限	前期・金・V	単位数	1
＜対象学生＞
2023年度以前の入学生対象
＜授業の目的＞
本演習では「信号とシステム（時間割番号TEE114)」の講義の進展にあわせて，関連する演習を行う．PC上で様々なディジタル信号を自ら処理する演習を通じて，ディジタル信号の取扱方法を身につけ，ディジタル信号処理技術への理解を深めることが本演習の目的である．
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部(～2023年度入学生)>電気電子工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   EE-A 専門 6.信号とシステム 標本化された離散時間信号と離散時間システムの概要を説明でき、基礎的なディジタル信号処理（インパルス応答・周波数応答・システム関数の相互導出、極-零プロットの描画、簡単なFIR／IIRフィルタの設計・特性評価、離散フーリエ変換を用いた離散スペクトル解析）ができる（信号処理） ○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 EE 1 離散時間信号と離散時間システムの概要を説明できる EE-A 2 離散時間信号を単位インパルスを用いて表現できる EE-A 3 離散時間システムをインパルス応答，差分方程式及びブロック図を用いて表現できる EE-A 4 離散時間信号のz変換を求めることができ，z変換から時間信号を求めることができる EE-A 5 離散時間システムの伝達関数を求めることができる EE-A 6 離散時間システムの極と零点を求めることができ，それを用いてシステムの安定性を判別できる EE-A 7 離散時間信号の離散フーリエ変換（DFT）を求めることができる EE-A 8 離散時間信号の離散時間フーリエ変換（DTFT）を求めることができる EE-A 9 離散時間システムの周波数特性を求めることができ，周波数特性を用いてシステムの出力を計算できる EE-A 10 簡単なFIRフィルタとIIRフィルタの設計，特性評価が行える EE-A
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 10% 演習結果で評価する． 2 10% 演習結果で評価する． 3 10% 演習結果で評価する． 4 10% 演習結果で評価する． 5 10% 演習結果で評価する． 6 10% 演習結果で評価する． 7 10% 演習結果で評価する． 8 10% 演習結果で評価する． 9 10% 演習結果で評価する． 10 10% 演習結果で評価する． 合計 100%
＜授業の方法＞
科学技術計算ソフトウェアMATLABまたはGNU Octaveを使用して演習問題を解く．演習結果はMicrosoft Wordで電子的なファイルにまとめ，e-learningシステムを通じて提出する．したがって，演習の実行にはパーソナルコンピュータの利用が不可欠である．
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
(未登録)
＜テキスト＞
太田 正哉, 例解 ディジタル信号処理入門, コロナ社, ISBN:9784339008579, (きわめてコンパクトにまとまった教科書)
＜参考書＞
樋口龍雄，川又政征, 阿部正英, 八巻俊輔, MATLAB対応ディジタル信号処理 第2版, 森北出版, ISBN:9784627792128, (学部レベルの標準的な教科書) 松田七美男著, Octaveの精義 第2版, カットシステム, ISBN:9784877834302, (GNU Octaveに関して，日本語ではもっとも詳細な解説書)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル MATLAB/Octave入門（基本） 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 MATLB/GNU Octaveの紹介，データの定義，数値計算 2 タイトル MATLAB/Octave入門（スクリプトとグラフ） 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 スクリプトMファイル，関数Mファイル，2次元グラフ，3次元グラフ 3 タイトル 信号処理で必要となる数学 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 正弦波，複素数，無限等比級数の和，ベクトルの直交分解 4 タイトル 信号とシステムの数学的表現 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 単位インパルス信号，信号の単位インパルスによる表現，単位ステップ信号，システムの基本要素（遅延子，係数乗算器，加算器），ブロック図，差分方程式 5 タイトル インパルス応答とたたみ込み 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 インパルス応答，線形時不変（LTI）システム，たたみ込みによる出力の計算 6 タイトル z変換 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 z変換の定義，z変換の性質，逆z変換 7 タイトル 伝達関数 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 LTIシステムの入出力関係，伝達関数の定義，差分方程式と伝達関数，伝達関数を用いた出力の計算 8 タイトル システムの安定性 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 システムの安定性，伝達関数の極と零点，安定性と極の関係 9 タイトル 離散フーリエ変換（DFT）と高速フーリエ変換（FFT） 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 周波数領域という考え方，離散時間信号の直交分解，周期信号と離散フーリエ変換（DFT），高速フーリエ変換（FFT），周波数スペクトル解析 10 タイトル 離散時間フーリエ変換（DTFT）とサンプリング定理 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 非周期信号のスペクトル，離散時間フーリエ変換（DTFT），振幅スペクトルのdB表現，スペクトルの図表現，サンプリング定理 11 タイトル 離散時間システムの周波数特性 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 正弦波の複素数表現，離散時間システムの周波数特性，周波数特性を用いた出力信号の計算 12 タイトル 周波数特性と伝達関数，差分方程式との関係 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 伝達関数と周波数特性，差分方程式と周波数特性，フーリエ変換と周波数特性 13 タイトル FIRディジタルフィルタ 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 ディジタルフィルタ，ディジタルフィルタの分類，移動平均フィルタ 14 タイトル FIRディジタルフィルタの設計 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 理想低域フィルタ，窓関数による地域通過フィルタの設計，低域通過フィルタから帯域通過フィルタへの変換 15 タイトル IIRディジタルフィルタ 事前学習 事後学習 演習資料をダウンロードし，予め解ける問題は解いておく． 授業内容 1次IIRフィルタの特性，2次IIRフィルタの特性，IIRフィルタの安定性 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
アンケート結果確認中
＜備考＞
(未登録)