| 科目コード | CI408 | ||||
| 科目名 | 電子制御回路学(Electronic Control Circuits) | 単位数 | 2単位 | ||
| 対象学科 | 制御情報システム工学科 | 対象学年 | 4年 | 開講期間 | 通年 |
| 科目区分 | 専門基礎科目 | 必修・選択 | 必修 | 履修/学修 | 学修 |
| 授業形式 | 講義 | 規定授業時数（単位時間） | 60 | ||
| 教員名（所属） | 西村勇也（制御情報システム工学科） | 教員室 | 西村教員室(5号棟5階) | ||
| 使用教科書 | 自作プリントを配布 | ||||
| 参考書 | 湯山俊夫「ディジタル回路の設計入門」ＣＱ出版社 渋谷道雄「LTspiceで学ぶ電子回路」オーム社遠坂俊昭「電子回路シミュレータLTspice実践入門」CQ出版 | ||||
| 科目の位置付けと 関連科目 | 3年次「電子回路学Ⅰ」及び4年次「電子回路学Ⅱ」と関連する。 | ||||
| 科目の概要 | ディジタルIC回路はコンピュータの基本構成要素であり、また様々なアナログ信号のディジタル処理・変換のための電子制御回路に用いられている。電子制御技術において基本的に必要とされるcMOS論理素子やオペアンプICを利用した各種パルス回路の動作機構、入出力特性、応用知識等を理解し、具体的なディジタルIC回路の設計、製作に必要な実用技術について述べる。また、近年主流な解析手法として回路シミュレーションが挙げられる。本講義でもリニアテクノロジー社のLTspiceを用いた回路シミュレーションを実施する。 | ||||
| 授業方針 | 1. 電子制御技術者として、CMOS論理ICやオペアンプICを用いた各種ディジタル回路の電子的な回路動作を解析することができて、応用回路の設計・製作ができる。2. 各種ディジタル回路の解析に必要なラプラス変換なども数学知識を活用し、ディジタルIC回路にこれを適用し、設計値を求めることができる。3.回路シミ | ||||
授業項目 | 時数 | 達成目標（習得すべき内容） |
| 1. ガイダンス、TTL-NAND論理IC | マルチエミッタ構造のTTL-NAND ICの回路構造や特徴、動作過程を説明できる。 | |
| ２．CMOSインバータ | 集積回路構造、相互特性、出力特性を示し省電力素子であることを説明できる。 | |
| ３．論理素子のCMOS構成法 | NAND、NORなど基本論理回路をcMOS論理ICにて実現できる。実際のcMOS論理ICの動作、特徴を理解し、使用できる。 | |
| ４．遅延回路と単安定マルチバイブレータ回路 | タイミング信号を作る遅延回路とパルス幅を変化できるマルチバイブレータ回路動作を説明できる。 | |
| ５.CMOS素子を用いたシュミットトリガ回路 | シュミットトリガ回路を理解し，連続的な入力信号値で二つの安定状態に転移する回路動作を説明できる。 | |
| ６．方形パルス発振のクロック回路 | パルス発振器の回路構造、動作機構を理解し、各部電圧過渡波形の導出できる。 | |
| ７．オペアンプICを利用したコンパレータ | 二つの電圧を比較する電圧コンパレータ、ヒステリシス付コンパレータの動作が説明できる。 | |
| ８．オペアンプICを利用した パルス発振回路 | 回路構造、動作機構について学び各部電圧過渡波形式、発振周期を導出できる。 | |
| ９．オペアンプICを利用した 関数発生回路 | アナログ動作の積分回路部、ディジタル動作の閾値回路部の理論解析を行い各部電圧過渡波形式、発振周期を導出できる。 | |
| 10．オペアンプICを利用した階段波発生回路 | 回路構造、動作機構について学び、出力波形式を導出できる。さらに、オペアンプを用いて段差を均一化する階段波電圧発生回路が設計できる。 | |
| 11.LTspiceを用いた回路シミュレーション | Linear Technology社の回路シミュレーションLTspiceを用いてトランジスタやオペアンプの増幅回路解析ができる。 |
ルーブリック | |||
評価項目 | 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| CMOSインバータの回路解析 | COMSインバータを用いた応用回路を設計することができる。 | COMSインバータを用いたパルス回路やトリガ回路を設計することができる。 | COMSインバータを用いた基本的な回路を設計することができない。 |
| オペアンプICの回路解析 | オペアンプICを用いた応用回路を設計することができる。 | オペアンプICを用いたコンパレータ回路やパルス発生回路を設計することができる。 | オペアンプICを用いた基本的な回路を設計することができない。 |
| LTspiceを用いた回路解析 | LTspiceを用いて各種増幅回路やオペアンプ応用回路が解析・シミュレーションできる。 | LTspiceの使用法を理解でき、基本的な増幅回路の解析・シミュレーションができる。 | LTspiceの使用法が理解できず、基本的な増幅回路の解析・シミュレーションができない。 |
| 評価方法及び 総合評価 | 【評価方法】授業項目1～5：前期試験や各項目講義のまとめに行う小テストなどの筆記試験、課題演習レポート内容で評価する。授業項目6～10：後期試験や各項目講義のまとめに行う小テストなどの筆記試験、課題演習レポート内容、およびノートの記入状況もなどで評価するが、授業科目の始まりからの総合成績を提示する。【総合評価】間・定期試験(80％)、自学学習用の電子制御回路演習レポート・小テスト・ノートの提出物(20％)を総合し，マイクロコンピュータインタフェース回路設計技術者として基本的なオペアンプ IC回路、cMOS基本論理 IC回路などを使用した各種パルス回路の理解と解析，設計が行える能力の程度を総合評価し60％以上を目標達成とする。演習レポートの提出期限は課題提示の際に示し、期限後に提出されたレポートの評価点は0点とする。 |
| 学習方法 | |
| 学生への メッセージ | |
| 学修単位への対応 | 本科目は90分の授業に対して，放課後・家庭で90分程度の自学学習が求められる。自学学習支援のために，授業時間ごとに授業で教える内容の演習課題を出題し、課題レポートの提出期限は原則として翌週の授業時間までとする。また、授業中に演習課題を説明し、一部は取り組むものとする。 |
| 本校教育目標との対応 | JABEE学習教育目標との対応 | ||||