授業科目名	信号とシステム
時間割番号	TJM319
担当教員名	渡邉　寛望
開講学期・曜日・時限	前期・水・I	単位数	2
＜対象学生＞
2018年度以後の入学生
＜授業の目的＞
本講義では信号とシステムの概念をディジタル信号処理技術をベースにして学ぶ．ディジタル信号処理とは，一言で言えば，ディジタル形式で表現された様々な信号を処理すること，またはその処理方法をさす．携帯電話を筆頭に，MP3，CD，DVD等のオーディオビジュアル機器，3Dグラフィクスをふんだんに使用した家庭用ゲームなど，先端技術の多くがディジタル信号処理によって支えられている．ディジタル信号処理技術は難しい数学を必要とせず，四則演算を基本として記述されるのが特徴である．本講義では，このディジタル信号処理の基礎理論を学び，今後学ぶ各種情報通信システム技術の基礎となる知識を身につけることを目的とする．
＜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)>メカトロニクス工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   JM-A 専門 1.技術者・研究者にとって必要な数学と物理の基礎知識 数学の基礎的事項（微分積分、線形代数、確率統計、フーリエ変換など）の理論と活用方法を説明でき、それらを使った計算ができる。 ○ JM-B 3.三分野のうち、一つ以上のより専門的な技術と知識。少なくとも一分野の技術と知識を十分に身につけ、さらに一つ以上の分野の技術と知識も身につける。 2.電気分野 デジタル信号処理技術をもとにしてデジタル形式で表現された信号を処理することができる。 ◎
＜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 JM 1 信号、信号処理とは何か、標本化定理とエイリアシングについて説明できる JM-A 2 離散信号の数学的表現、正弦波信号と複素数信号について説明できる JM-A 3 信号のスペクトル、離散信号の直交分解、スペクトルについて説明できる JM-A 4 移動平均フィルタ、FIRフィルタ、システムのブロック図について説明できる JM-B 5 線形時不変システム、縦列接続、インパルス応答について説明できる JM-B 6 FIRフィルタの周波数応答について説明できる JM-B 7 Z変換の定義と性質、Z変換とインパルス応答と周波数応答の関係について説明できる JM-B 8 システム関数の極と零について、Z領域と周波数領域の視覚化について説明できる JM-B 9 簡単な1次IIRフィルタの設計と特性評価が行える JM-B 10 簡単な2次IIRフィルタの特性評価、システムの安定性評価が行える JM-B 11 簡単なFIR帯域通過フィルタの設計を行える JM-B 12 離散時間フーリエ変換を用いて信号のスペクトルを導出できる JM-B
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 5% 小テスト／レポート／試験により評価 2 5% 小テスト／レポート／試験により評価 3 5% 小テスト／レポート／試験により評価 4 5% 小テスト／レポート／試験により評価 5 10% 小テスト／レポート／試験により評価 6 10% 小テスト／レポート／試験により評価 7 10% 小テスト／レポート／試験により評価 8 10% 小テスト／レポート／試験により評価 9 10% 小テスト／レポート／試験により評価 10 10% 小テスト／レポート／試験により評価 11 10% 小テスト／レポート／試験により評価 12 10% 小テスト／レポート／試験により評価 合計 100%
＜授業の方法＞
高等学校で習う数学の知識が必要不可欠である。 行動指針のレベルに応じて「ライブ型」もしくは「面接授業」で実施します。 CNSの掲示を確認して下さい。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
毎回の講義はスライドを用いる。 資料は予め電子ファイルとして配布されるので、予習を行うこと。 講義を受ける際は資料を印刷したもの、もしくは十分明瞭に閲覧できる端末等を用意して閲覧できる環境を整えておくこと。 ノートを用意すること。
＜テキスト＞
(未登録)
＜参考書＞
James H. McClellan, Ronald Schafer, Mark Yoder, DSP First, Prentice Hall, ISBN:9780136019251 樋口 龍雄，川又 政征, MATLAB対応 ディジタル信号処理, 森北出版, ISBN:9784627792111
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 第１回　イントロダクション、信号とシステム入門、MATLAB入門 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 イントロダクション、信号とシステム入門、MATLAB入門 2 タイトル 第２回　離散時間信号の数学的表現と複素指数信号 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 離散時間信号の数学的表現と複素指数信号 3 タイトル 第３回　周波数領域表現1 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 スペクトル、直交性 4 タイトル 第４回　周波数領域表現2 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 直交分解、窓関数、スペクトルの視覚化 5 タイトル 第５回　離散時間システム入門，フィルタ入門 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 離散時間システム入門，フィルタ入門 6 タイトル 第６回　ディジタルフィルタの基礎 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 ディジタルフィルタの基礎 7 タイトル 第７回　FIRフィルタの周波数応答 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 FIRフィルタの周波数応答 8 タイトル 第８回　中間演習（試験を含む） 事前学習 事後学習 授業内容の復習 自己採点、ふりかえり 授業内容 前半のふりかえり 9 タイトル 第９回　Z変換入門 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 Z変換入門 10 タイトル 第１０回　システム関数の極と零 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 システム関数の極と零 11 タイトル 第１１回　IIRフィルタ入門 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 IIRフィルタ入門 12 タイトル 第１２回　2次のIIRフィルタ 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 2次のIIRフィルタ 13 タイトル 第１３回　帯域通過フィルタの設計 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 帯域通過フィルタの設計 14 タイトル 第１４回　離散フーリエ変換 事前学習 事後学習 配布資料の予習 演習問題の復習 授業内容 離散フーリエ変換 15 タイトル 第１５回　総合演習(試験を含む) 事前学習 事後学習 授業内容の復習 ふりかえり 授業内容 授業内容のふりかえり 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＞
約9割の学生が「改善なし」「このままで良い」と回答していたため、前年度と同様の方法で実施する。
＜備考＞
(未登録)