Tokyo Denki University
School of Engineering
Department of Electronic Engineering
Student Laboratory

東京電機大学 工学部 電子システム工学科の学生実験室のHPです.
本学科の学生実験に関する情報を掲載しています.

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What's New

実験テキストや掲示物の更新情報を掲載しています.

WebSite
  • 2024/04/25 3EH前期 変調検波 実験内容を更新しました.
  • 2024/04/17 3EH前期 論理回路 報告内容が一部変更になりました.
  • 2024/04/12 2EH前期 増幅・減衰 報告内容が一部変更になりました.
  • 2024/04/12 3EH前期 マルチバイブレータ 予習項目が一部変更になりました.
  • 2024/03/01 2024年度前期の実験テキストに仮更新しました.
  • 2022/01/29 WebSiteリニューアル！
Bulletin Board（実験室前掲示板）
  • 2024/4/10 ガイダンス案内等を掲示しました.

Text Download(学内限定)

実験テキストのPDFを掲載しています.
受講生はPDFをダウンロードの上, 印刷して持参してください.
学外からのアクセスは, VPN接続を利用してください. LINK

電子システム工学基礎実験Ⅰの実験テキストを掲載しています.
実験テーマは, 1. 直流計測, 2. 交流計測, 3. 電磁気学 の3つで構成されています.
学科の実験レポートに慣れることと, 実験機材の扱いに慣れることも目的です.
[直流計測] 計測基礎

直流計測機器の扱いに慣れるための実験です. また, 電位差の概念を理解してください.
関連科目：電気回路基礎, 電気回路Ⅰ/Ⅱ, 物理実験, 電子計測, 半導体物理基礎

理論目的 実験内容
[直流計測] 直流回路の実験

直流回路における諸定理の確認実験です. 4端子回路網のパラメータ表記についても学習します.
関連科目：電気回路基礎, 電気回路Ⅰ/Ⅱ, 物理実験, 電子計測

理論目的 実験内容
[直流計測] 計測とデータ解析

計測データの分析/解析方法を習得します. 統計処理/近似曲線の計算方法を理解してください.
関連科目：電気回路 基礎/Ⅰ/Ⅱ, 確率/統計, 電子計測, 半導体物理基礎, 基礎光学

理論目的 実験内容
[交流計測] オシロスコープリテラシー

オシロスコープの原理と扱い方を習得するための実験です. 交流信号についても理解してください.
関連科目：電気回路Ⅰ/Ⅱ, 電子計測, 電子回路Ⅰ/Ⅱ

理論目的 実験内容
[交流計測] 増幅・減衰

回路における増幅および減衰の概念を習得するための実験です.
利得やインピーダンス計算についても習得します.
関連科目：電気回路Ⅰ/Ⅱ, 電子計測, 電子回路Ⅰ/Ⅱ

理論目的 実験内容
[交流計測] パッシブ・フィルタ

周波数特性の概念を習得するための実験です. インデンシャル応答についても観測します.
これらの現象の理論/計算について理解してください.
関連科目：電気回路Ⅰ/Ⅱ, 電子回路Ⅰ/Ⅱ, 自動制御, フーリエ解析, 信号処理 etc...

理論目的 実験内容
[電磁気学] 電界分布の測定

電圧と電界, 電流の関係を確認する実験です.
関連科目：電磁気学Ⅰ, 電子計測, 電子デバイスⅠ/Ⅱ, 半導体物理基礎 etc...

理論目的 実験内容
[電磁気学] 磁界の測定

ソレノイドコイルの外部/内部磁場を測定する実験です. ホール効果についても理解してください.
関連科目：電磁気学Ⅱ, 電子計測, 電子デバイスⅠ/Ⅱ, 半導体物理基礎 etc...

理論目的 実験内容

電子システム工学基礎実験Ⅱの実験テキストを掲載しています.
実験テーマは, 半導体物性, 電気/電子回路, ディジタル回路, 光学 の4つで構成されています.
基本的な半導体部品の動作原理の理解や, 構成の比較的容易な回路を組み上げて測定を行います.
[光学]アフォーカルシステム設計と光線行列解析

幾何光学(レンズ系)の設計及び確認の実験です. 行列式に基づく計算方法について理解してください.
関連科目：基礎光学, 光エレクトロニクス etc...

理論目的
[物性]半導体材料の特性と評価

半導体材料である, n-type 及び p-type Siの物性値を確認します.
測定結果より計算を行い, キャリアの各種パラメータを決定します.
関連科目/テーマ：磁界の測定, 半導体物理基礎, 電子デバイスⅠ/Ⅱ etc...

理論目的
[物性]半導体発光素子の特性測定

光電変換素子(LED, LD(レーザーダイオード), PD(フォトダイオード))の諸特性を測定し,
物性のふるまいとの相関を確認します.
関連科目/テーマ：直流計測, 半導体物理基礎, 電子デバイスⅠ/Ⅱ, 光エレクトロニクス etc...

理論目的
[電子回路]電源回路

商用電源からDC+5Vを得るための回路を構成します.
各段で入出力波形を観測し, 各部品の役割について理解します.
関連科目/テーマ：交流計測, 電子回路Ⅰ/Ⅱ, 半導体物理基礎, 電子デバイスⅠ/Ⅱ etc...

理論目的
[電子回路]OPAMP

OPAMP ICと抵抗器を用いて増幅/演算回路を構成します.
また, 周波数特性についてもて測定を行います.
関連科目/テーマ：交流計測, 電子回路Ⅰ/Ⅱ, 自動制御 etc...

理論目的
[電子回路]トランジスタ増幅回路

BJTを用いた増幅回路を設計し, 特性を測定する実験です.
直流電圧のつり合いと, 交流電圧のふるまいに着目してください.
関連科目/テーマ：直流計測, 交流計測, 電子回路Ⅰ etc...

理論目的
[電子回路]FETの静特性

CMOS ICの構成部品である, MOS FETの特性を測定する実験です.
また, CMOSインバータを構成し, MOS FETの諸特性との相関を理解します.
関連科目/テーマ：直流計測, 電子回路Ⅰ/Ⅱ, 論理回路設計, 論理システム設計 etc...

理論目的
[ディジタル回路]マイコンと制御

Arduinoを用いて, 各種センサなどの動作を確認します.
また, 電車の模型を動かしながらプログラムのデバッグを行います.
関連科目/テーマ：論理回路設計, プログラミング基礎/Ⅰ etc...

理論目的

電子システム工学実験Ⅰの実験テキストを掲載しています.
通信工学やデバイス/ICの中身, 発振現象, 波動光学などについて学習します.
変調・検波

ラジオなどで用いられる振幅変調について学習します.
また, 検波/復調についても理解をしてください.
関連科目/テーマ：トランジスタ増幅回路, 電気回路Ⅰ, 電子回路Ⅱ, 微分積分学 etc...

理論目的 実験内容
半導体デバイスの過渡応答特性

ダイオードやBJT, FETなどのスイッチング特性を学習します.
pn接合やMOSなどの, デバイス構造に由来する寄生成分とその影響を理解してください.
関連科目/テーマ：電子デバイスⅠ/Ⅱ, 電子回路Ⅰ/Ⅱ etc...

理論目的 実験内容
論理回路の内部構成とアナログ特性

論理回路の内部構成の理解とデバイス特性との対応を確認する実験です.
CMOS論理回路をMOSFETで構成し, 数式で解析していきます.
関連科目/テーマ：電子デバイスⅠ/Ⅱ, 電子回路Ⅰ/Ⅱ, 論理回路設計 etc...

理論目的 実験内容
CR発振回路

正帰還による発振現象を, 回路によって確認します.
構成が容易で, 比較的低周波の移相型及びウィーンブリッジを取り上げます.
関連科目/テーマ：OPAMP, 自動制御, 電子回路Ⅱ etc...

理論目的 実験内容
マルチバイブレータ

弛張式の発振現象を確認します.
各時定数と併せて現象の理解をするとともに, IC内での利用先についても学習します.
関連科目/テーマ：論理回路, 論理回路設計, ホームエレクトロニクス etc...

理論目的 実験内容
光実験応用

マイケルソン干渉計を構成し, 光の干渉を確認します.
また, 測定結果の統計処理についても復習します.
関連科目/テーマ：基礎光学, 光の回折と干渉 etc...

Download(要印刷)
磁気浮上制御(2週実験)

コイルに流す電流を制御して鉄球を浮かせる回路を作製します.
電気回路Ⅰにて学習した内容を復習してください.
関連科目/テーマ：電気回路Ⅰ, 自動制御 etc...

Download

電子システム工学実験Ⅱの実験テキストを掲載しています.
FPGAの実習やディジタル通信, アンプ回路の作製など, 多岐にわたる実験を行います.
A/D D/A変換

アナログ-ディジタルの変換回路の中身について学習します.
コンピュータのインターフェースがどのように構成/動作しているかを理解してください.
関連科目/テーマ：OPAMP, 論理回路, 電気回路Ⅱ etc...

理論目的
Phase Locked Loop

身の回りのLSIに多く実装されているPLLの動作を理解します.
シリアル通信や高速プロセッサなどでは, 無くてはならない機能です.
関連科目/テーマ：電気回路Ⅰ, 自動制御, 電子回路Ⅱ, etc...

理論目的
定電圧回路

BJTを用いたレギュレータ回路を理解します.
ディスクリート部品によって構成された回路を用いて, その挙動と設計方法などを確認していきます.
関連科目/テーマ：電子回路Ⅰ/Ⅱ, 自動制御 etc...

理論目的
モータ制御

DCモータを用いたサーボ系について学習します.
PID制御の意味を理解するとともに, Raspberry PiやLinuxの使い方についても触れます.
関連科目/テーマ：電気回路Ⅰ, 自動制御 etc...

理論目的
シリアル通信とディジタル変復調

シリアル通信とI/Q変調について学習します.
併せてプロセッサのメモリ管理についても理解してください.
関連科目/テーマ：OPMAP, マイコンと制御, コンピュータアーキテクチャ, 応用信号処理, etc...

理論目的
FPGA(2週実験)

FPGAによる論理回路の実装を行います.
VHDLにて記述して評価ボードで動作確認を行います.
関連科目/テーマ：論理回路, 論理回路設計, 論理システム設計 etc...

理論目的 補足資料
スピーカーとアンプ(2週実験)

パッシブスピーカーを駆動するためのアンプを設計します.
回路設計/部品の調達/組み立て/評価項目の選定/評価 を全て自分で行う実験です.
関連科目/テーマ：電気回路, 電子回路Ⅰ/Ⅱ, 電子計測 etc...

Download

Report(学内限定)

実験レポートのテンプレートや書き方の例などを掲載しています.
利用する際には, 全てローカルへダウンロードしてください.
学外からのアクセスは, VPN接続を利用してください. LINK

実験レポートの書き方の例  Link
Ⅰ-2EH前期（2024年度版）  Download
Ⅰ-3EH前期（2024年度版）  Download

Tool/Software

実験にて必須となるソフトウェアから, 作図ツール/回路図エディタや
回路シミュレーションソフトなどを紹介しています.
なお, 講義の中でこれらの指導はありませんので, 利用方法等は各自調査してください.

以下に示すソフトウェアは, 他の授業やでも利用する物である.

MS Office Link

Microsoft社のオフィスソフト.
特にWordとExcelの使いこなしは必須.

Adobe Acrobat DC Link

Adobe社のPDF閲覧/編集ソフト.
電大生はCreative Cloudが無償利用可能.

Zoom Link

Zoom社のWeb会議サービス.
電大生は無償利用可能.

Box Link

オンラインストレージサービス.
電大生は無償利用可能.

以下に示すソフト以外にも様々なものがあるので,
自分の利用しやすいものを用いること.

なお, MS PowerPintにて図面を引くことは推奨しない.
[理由]
図記号の形状は, IECやJIS規格で取り決められており,
これらをPowerPointで正確に描くことは, まず不可能である.
「図面はきれいに描く」ことを覚えること.

BSch3V (無償)  Link

水魚堂の回路図エディタ.
1年生の授業で取り上げている.

Fritzing（無償/有償） Link

Arduinoのシンボルを扱えるエディタ.
Githubからは無償でダウンロードできる.

Draw.io（無償） Link

オンライン専用エディタ.
Webブラウザ上で動作する.

MS Visio（有償） Link

Microsoft社の作図ツール.
電大生は無償で利用可能.

電気/電子回路を仮想的に構築し, 解析する機能を有する.
最近では多機能でも無償で利用可能なものが多い.

レポートにシミュレーションの結果のみを記載することは推奨しない.
[理由]
レポートには理論的な背景(モデルや数式)の提示が必要であるが,
各ソフトがどのようなモデルを元に計算を行っているのかが不明瞭なため.
シミュレータの中身の物理モデル/数式を勉強している
というスタンスで勉強すると良い.

LTspice（無償） Link

Analog Devices社のシミュレータ.
ホビーでは取り上げられることが多い.

PSpice for TI（無償） Link

Texas Instruments社のシミュレータ.
大元はCadance社の有償ソフト.

Qucs Stduio（無償）  Link

高周波回路シミュレータ.
大元のQucsというソフトもある.

Logisim（無償） Link

教育向けの論理回路シミュレータ.
論理回路での一通りのことはできる.

Hint

実験やレポートの執筆の助けとなるかもしれない内容を掲載しています.

  • 実験レポートについて
    実験レポートは, 必ず実験実施の当日中に着手してください.
    いくら注意していても, 実験内容や注意事項を忘れていきます.

    ※ 当日中に完成させる必要はありません.

    A.とりあえず手をつけましょう!
    レポートや実験の予習などで, やらなければならない時にやる気が出ないことがありますが,
    待っていてもやる気は湧いて出てきません.
    やる気とは, 脳内のドーパミンが関与していると言われています.
    ドーパミンは運動や何かを行っているときに分泌されます.
    そのため, まずは行動することを心がけてください. やる気は後からついてきます.

    A.理由はたくさんありますが, 代表的なものを列挙します.
    1) 時間がない
        ⅰ. 時間を確保してください. 時間の使い方も考えましょう. 1日24時間は人類みな平等.
    2) 実験内容が分からない
        ⅰ. テキストをよく読み, また, 他の教科書や参考文献を参考にしてください.
          それでもわからなければ, 副手/先生に相談してみましょう.
        ⅱ.実験の目的・目標を考えてみてください.
          実験内容は, ある目標に沿って決定されています.
    3) 内容が難しすぎる
        自分が理解できるところまで, 遡ってみてください.
    4) 文章表現が苦手である
        文章での表現が苦手な人は, 1文が長すぎることが多いです.
        また, 文章の構成を練らずに書き始めると散漫な文章になります.
        一文一意を意識したり, 文章の主語と述語が合っているかを確認してみてください.

    A.様々なアプローチがあります.
    前提として, 実験を実施したからこそ書ける内容であることが好ましい.
      1) 実験中に感じた疑問点に対する検討
      2) 実験データの解釈や解説
      3) 実験データを, 異なる観点から見た場合の検討や見直し, データの整理など
      4) 理論値や理論式と測定値の比較検討
      5) 実験に用いた装置の精度, 信頼性などの検討
      6) 実験方法に対する評価, 改善提案
      7) 実験装置や条件などを変更した際に得られるであろう結果の予測
    などがあげられます.

    なお, 良くない考察の例に頻繁に挙げられる内容として,
      誤差/誤差率の理由をヒューマンエラーや計器の誤差とする
    があります. よく考えてみてください. それらは, 該当の実験において
      何か有意な内容ですか？それにどれだけの意味がありますか？
    ※ モデルの修正の検討/議論などがなされている場合には有意かもしれませんね.

    A.文章を寝かせてみてください.
    自分で書き上げた文章というのは, 主観や先入観などが入っていることが多くあります.
    そのため, 1～2日程度間隔をあけて, 忘れたころに読み直すことを推奨しています.
    物書きの間では, これを寝かせると表現することがあります.
    文章を寝かせることで, 文章/表現の粗であったり, 誤字脱字が目につくようになり,
    良い推敲を行うことができるようになります.

  • 実験について

    A.皆さんの後々のために実施します
    〇 学術的な観点から見ると
      工学部での実験は, 重要科目の一つです. 一般に実験は,
        - 理論の確認
        - 得られた事実による「新しい理論」の構築
      が目的となります. しかし学生実験の場合には,
        - それまで学んだ理論の確認
        - これからの勉強に対する関心を高める
        - 未知の事柄に対する理解の手助け
      に重点がおかれます.

    〇 仕事の観点から見ると
      エンジニア（技術者）として, 機材/道具を使いこなすことは必須です.
      また, 観測した現象の理解/解釈/原因追及なども行うでしょう.
      この他, 4年制大学の卒業生の業務において, ドキュメントの作成が頻繁に求められます.
      これらのスキル獲得のために,
         1) 実験の実施（道具の使いこなし）
         2) 実験結果の吟味（現象の理解/解釈）
         3) レポートの作成（ドキュメント作成）
      を実施しています.

    A.段階によって異なります.
    〇 2年次の学生実験
      2年次に配当されている基礎実験は, 電磁気/電気/電子回路に関する
      基本的な実験です. そのため,
        - 高学年の学生実験のための練習
        - 将来の研究に応用するため
      の意味合いが大きいものを配置しています.
      ですので, 高校までの基本の確認や, 該当分野のリテラシー教育を
      行うことを目的とする実験テーマが多くなります.
      ゆえに, 自身にとって十分な予習/復習を行うことができれば,
      問題なく実施が可能であり, 理解が得られる内容としています.

    〇 3年次の学生実験
      3年次に配当されている実験は,
        - 基礎項目をより深める
        - システムを構成し, ある目的を達成する
      のような, 応用的な内容となっています.
      そのため, 2年次の内容を十分に理解したことを前提とした実験としています.
      3年次の実験は実用的な実験も多く, 有意義な内容としています.
      長期休暇を有意義に利用し, 3年次の実験を実施できると良いでしょう.

    A.世の中の要求です
    社会に出てエンジニアの仕事をする学生さんを育成することを目標に, 教育を行っています.
    その基本スキル/知識を習得することは, 一朝一夕にはまず不可能です.
    ひとつづつ確実に実施/理解/習得をしてください.
    ゲームなどのように, 分かりやすくレベルアップが表示されるあるわけではありませんが,
    実施の後には確実に実力がついています.

    A.是非はやく就職してください.
    たまにいらっしゃいますが,
    社会に出てからでよい!という人は, 大学に来て学ぶ必要はありません.
    一刻も早く就職し, 社会人経験を積んでいただいた方が得策です.
    時間/金銭/社会人としての経験値, どれをとっても皆さんのキャリアには有益でしょう.