科目名 回路工学応用
単位数 2.0
担当者 医用情報科学専攻 准教授 福田 浩士
履修時期 後期(第3ターム)
履修対象 2年
講義形態 講義
講義の目的 心電計などの医療機器では生体の情報を電気信号として取得しているが,生体電気信号は微弱であるためノイズの影響を受けやすい.そのため,生体信号を処理する上で重要なことは,生体信号のノイズを取り除き,信号生成源に関する有用な情報を取り出すことである.生体信号を適切に計測・処理するシステムを設計するためには,アナログ回路の基礎理論を修得しなければならない.本講義では生体信号処理システムを設計する上で必要なアナログ回路の基礎について学ぶ.
到達目標 以下の回路についての理論を,その回路を実装できる程度まで理解する 【知識2,技能1,思考力・判断力】
・オペアンプ基礎回路(ボルテージフォロワ,反転増幅回路,非反転増幅回路)
・オペアンプ応用回路(加算回路,オフセット調整回路,アクティブフィルタ)
・ダイオードやトランジスタを用いた基礎回路(整流回路,トランジスタスイッチ)
受講要件 回路工学基礎IIの単位を取得していることが望ましい.
履修取消の可否
履修取消不可の理由
事前・事後学修 【事前学修】
講義資料を読み,理解できた内容と理解できなかった内容をノートに整理する.
演習課題の資料を読み,シミュレータ上で回路を組んでおく.

【事後学修】
講義内容を復習し,講義中に理解できなかった内容を理解する.
講義時間内に終わらなかった演習課題を行う.
講義内容 第1回 ラプラス変換,s領域における回路の表現方法
第2回 回路の伝達関数,過渡現象
第3回 回路シミュレーションの準備,1次システムのシミュレーション演習
第4回 RC直列回路における過渡現象のシミュレーション演習
第5回 周波数伝達関数,パッシブフィルタ
第6回 パッシブフィルタのシミュレーション演習
第7回 オペアンプ基礎回路(ボルテージフォロワ,反転増幅回路,非反転増幅回路)
第8回 オペアンプ基礎回路のシミュレーション演習
第9回 オペアンプ応用回路(加算回路,オフセット調整回路,アクティブフィルタ)
第10回 オペアンプ応用回路のシミュレーション演習
第11回 ダイオードの特性・整流回路
第12回 整流回路のシミュレーション演習
第13回 トランジスタの特性,トランジスタ基礎回路
第14回 トランジスタ基礎回路のシミュレーション演習
第15回 まとめ
※上記とは別に期末試験を実施する.
期末試験実施の有無 実施する
評価方法・基準 課題レポート(40%),期末試験(60%)の結果に基づいて総合的に評価する.評点は100点満点とし,60点未満を不可,60点以上70点未満を可,70点以上80点未満を良,80点以上を優,90点以上で特に優秀であると教員が認めた場合を秀とする.
教科書等 適宜資料を配付する.
参考書:
・別府俊幸,福井康裕 著,「オペアンプから始める電子回路入門 第2版」,森北出版,2016. ISBN 978-4-627-76112-4
・瀬川毅,宮崎仁 著,「絵解きと計算と実験 アナログ回路の教科書」,CQ出版社,2020.ISBN 978-4-7898-4525-0
・内山明治,村野靖 著,絵ときでわかるオペアンプ回路,オーム社,2003,ISBN 4-274-03535-2
担当者プロフィール 【担当者プロフィール】
生体医工学を専攻.
研究室:情報科学部棟 560研究室

【学生の学習指導・支援体制について】
講義内容やレポートなどに関する学生の個別学習相談を面談形式またはメールで随時行う.
面談形式を希望する場合は事前にメールでアポイントメントを取っておくとよい.
講義に関連する実務経験
課題や試験に対するフィードバック レポート課題・期末試験の模範解答を提示する.
アクティブ・ラーニング 振り返り(ミニッツペーパー),TBL
キーワード 伝達関数,過渡現象,オペアンプ回路,ダイオード回路,トランジスタ回路
備考