担当 電気工学科 所 哲郎

目的 任意の信号波形の情報をコンピューターに取り込み、ＦＦＴ波形解析することにより、信号解析や回路網解析の基礎と応用を学ぶ。

使用器具 Ａ／Ｄコンバータ（デジタルオシロスコープ（ＧＰ−ＩＢ付き）、その他）
波形解析用コンピュータとＦＦＴ波形解析用ソフトウェア
簡単な回路網（ローパスフィルタ）
演習用波形データ（８Ｂｉｔと１６Ｂｉｔのデータ）

実験・検討課題

各自、「専攻科 ＦＦＴ波形解析実験 プログラム・データディスク（ＭＳ−ＤＯＳ ２ＨＤ）」をあらかじめ、自分のフロッピーディスクにディスクコピーしておくこと。

１． 与えられたデータを波形としてコンピュータ画面に表示し、ハードコピーをとれ。波形データの表示や解析には、自分の好きな言語を用いて差し支えないが、各自その環境を用意すること。 なお、ディスクには、Ｎ８８日本語Ｂａｓｉｃ（８６）版のプログラムが見本として用意されている。ＦＦＴ波形解析プログラムも全国高専プログラミングコンテスト参加作品として電気工学科所研究室の卒研の一環として作成したものを使用可能である。

波形データ名 「tri8ob．ＤＡＴ」, ８Ｂｉｔオフセットバイナリの三角波データ

２周期分の波形が１０２４点のサンプリングデータとして保存されている。１６Ｂｉｔのデータは１２Ｂｉｔ分の振幅（ピークからピーク）である。

２． １２Ｂｉｔで５Ｖpーpとなる２の補数形式の１６Ｂｉｔデータにより、振幅５ボルト,５０Ｈｚの正弦波と三角波および方形波をつくり保存せよ。ただし、データ点数は１０２４点で１波形とする。

また、１０００点で１波形,１０２４点で１０波形の１０２４点の正弦波データを作れ。

つぎに、０−ピーク電圧（５ボルト）−０が２秒で変化する交流ランプ波データを作成せよ。ただし、一波形は５００点又は５１２点のデータ数とする。（５０Ｈｚ,２秒なので、全体では５００点又は５１２点＊５０＊２のデータ数となる。１データ２バイトなので、全波形データの大きさは約１００kByteとなる）

３． 遮断周波数が１５０Ｈｚのローパスフィルターを設計せよ。ただし、公称インピーダンスは６００Ωとする。（電気学会・「回路網理論」・Ｐ．８８,例題４を参照のこと。）

４． このフィルターに上記の波形を通したときの出力波形をＦＦＴ波形解析などにより演算で求め、図示せよ。波形とスペクトル（位相と振幅）の両方を求めること。

５． 実際にローパスフィルターを作成し、その周波数特性を測定せよ。上記の波形を入力したときの出力結果を波形取り込みせよ。

６． 入出力波形をそれぞれ波形解析して、両者から回路網の伝達関数を求めよ。

７． 測定結果と理論値を比較せよ。

８． 特別研究等でデータ処理や波形解析を用いているところがあればその内容をふまえて、以上についての報告書を作成せよ。

９． 窓関数、標本化（サンプリング）定理、ＦＦＴなどについて調べ、その解説を報告書に含めよ。実験内容の程度などについて感想を述べよ。

参考データ・文献

日本語ＢＡＳＩＣマニュアル
デジタルオシロ取扱説明書
Ａ／Ｄコンバータ仕様書・取扱説明書
パソコン内部のデータ形式説明書
ＧＰ−ＩＢ制御プログラム取扱説明書
ＦＦＴ波形解析プログラム説明書
所研究室卒業研究実験の手引き書
電気工学科 電子実験１，２手引き書（本実験該当部分）

その他 ソフトウェアの使用言語は各自の得意なもので良い。波形解析装置も各自使用可能なものがあれば、指導教官の許可を得た上でそれを使用しても良い。

付録

単純な整数型データの形式については次のようなものがある。それぞれを８Ｂｉｔのデータとして、００ｈからＦＦｈまでを横軸に、−１２８から２５５までを縦軸としてグラフに表せ。