2023年度/1AJH018001

【水2】ディジタル信号処理 <後期>

電気電子システム工学の基礎知識である信号とシステムの表現法ならびに解析法を学習する科目である。具体的には，信号解析としてのフーリエ変換，フーリエ級数展開，ラプラス変換，ｚ変換の考え方と計算法，ディジタルフィルタとその特性，ディジタルフィルタの設計について詳述する。本授業では，数学的な厳密さにはあまり拘らず，これらの「物理的意味の理解」と「計算法の習熟」を目標とし，信号処理に関する演習を適宜取り入れる。また，電気システム・情報通信の諸分野（回路，信号処理，制御，通信システム，パワーエレクトロニクスなど）への応用例を通して，授業の内容が技術の理解につながることを説明する。

担当教員氏名

辻岡 哲夫

科目ナンバリング

AJHELE22010-J1 (公大) / BEELE2415-J1 (府大) / BEELE2414-J1 (府大)

授業管轄部署

工学部

授業形態

講義

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

配当年次

2年 (公大) / カリキュラムにより異なります。 (府大) / 2年 (府大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。学年指定なしの表記は、要覧等を確認してください。

単位数

2単位 (公大) / 2単位 (府大) / 2単位 (府大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

1. 通信，パワーエレクトロニクスなどで用いられるフーリエ変換の考え方を理解し，基本的な計算が行えること。
2. 回路，制御，電力システムなどで用いられるラプラス変換の考え方を理解し，基本的な計算が行えること。
3. ディジタル信号処理，制御などで用いられるz変換の考え方を理解し，基本的な計算が行えること。
4. 離散時間システムについて理解し，説明ができること。
5. ディジタルフィルタについて理解し，その設計が行えること。

各授業回の説明

授業	授業内容
第1回	信号解析 (1)：相関，積分変換，フーリエ変換
第2回	信号解析 (2)：畳み込み積分，フーリエ変換の性質
第3回	信号解析 (3)：フーリエ級数展開，ラプラス変換
第4回	信号解析 (4)： 標本化定理，サンプリングと量子化，z変換
第5回	信号解析 (5)：DFT，FFT，各変換の関係
第6回	ディジタルフィルタの特性：移動平均フィルタ，伝達関数，周波数特性
第7回	ディジタルフィルタの設計 (1)：FIRフィルタ，IIRフィルタ，s-z変換，双一次変換法
第8回	ディジタルフィルタの設計 (2)：インパルス不変法，LPFの設計，窓関数
第9回	ディジタルフィルタの設計 (3)：通過域，減衰域，遮断域，リップル特性，フィルタ次数と多段構成，HPF/BPF/BRFの設計
第10回	WAVファイルを使った信号処理 (1)：LPF，HPF，BPF，折り返し雑音
第11回	WAVファイルを使った信号処理 (2)：DFT，FFT，量子化雑音
第12回	デルタ・シグマ変調 (1)：サンプリング周波数と量子化ビット数，デルタ変調，デルタ変調の量子化雑音
第13回	デルタ・シグマ変調 (2)：微分フィルタ，積分フィルタ，デルタ・シグマ変調，ノイズシェーピング，MASH
第14回	ディジタルフィルタの実装：A/D変換，D/A変換，DSP，積和演算，固定小数点演算，まるめ誤差の影響，電気システム・情報通信の諸分野への応用
第15回	全体のまとめ，総合演習
第16回	期末試験

事前・事後学習の内容

各回の授業で伝える次回実施項目を予習すること。授業内容，及び，授業で適宜配布されるプリントについて，復習すること。

成績評価方法

到達目標1)～5)の達成度で成績評価を行う。合格（単位修得）となるためには，1)～5)のすべての項目で基本的な問題が解けることが必要である。期末試験（100%）により評価し，100点満点中60点以上を合格とする。

履修上の注意

• 事前に，複素解析，電気数学，フーリエ解析の履修を終えていることが望ましいが，必須ではない。
• 後半のWAVファイルを使った信号処理の授業においてパソコンを使用するので，ノートパソコンを持参すること（別途，授業中に指示する）。

教科書

適宜，プリントを配布する。

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参考文献

授業時に紹介する。

オフィスアワー

- 外部公開シラバスのためデータがありません / Please use UNIPA syllabus -

教員への連絡方法（メールアドレス等）

- 外部公開シラバスのためデータがありません / Please use UNIPA syllabus -

その他

（関連科目）微積分学，線形数学，常微分方程式，複素解析，電気数学，フーリエ解析，電気回路2，電気電子システム工学実験1・2，電気電子計測，電気機器工学，制御工学1・2，パワーエレクトロニクス，電力システム工学，通信システム