Excelで学ぶ信号解析と数値シミュレーション

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  • サイズ B5判/ページ数 278p/高さ 24cm
  • 商品コード 9784274064340
  • NDC分類 547
  • Cコード C3054

出版社内容情報

【セールスポイント】
Excelを使ってフーリエ変換をしたり数値解析ができる

【発刊の目的と内容】
本書は、Excelを利用することで方程式を簡単に漸化式にすることができるので、回路モデルと微分方程式や漸化式の関係が理解でき、さらに結果のグラフを見ることでノイズなどを考察できる。今までは、数値解析というと、解析にC言語などのプログラミング言語を使って解いてきたが、本書では数値解析にExcelを利用することでプログラミングすることなく解を得ることができる。

【購読対象者】
電子部品を取り扱う商社の技術者の、研修テキストあるいは、技術読本として
電子部品を取り扱う商社などの営業の販促ツールとして
大学の電気電子学科の学生のためのサブテキストとして

【詳細目次】
まえがき
本書の使い方
付属CD-ROMについて

第1部 Excelの操作
第1章 Excelの基礎と活用のヒント
1.1 ワークシートの操作
1.1.1 基本的な画面構成
1.1.2 ヘルプの利用
1.1.3 セルの移動とセル範囲の操作
1.1.4 データの入力と操作
1.2 Excelの関数
1.2.1 関数の挿入
1.2.2 分析ツールに含まれる関数
1.3 グラフ機能
1.3.1 グラフ作成の概要
1.3.2 グラフウィザードを使ったグラフの作成
1.3.3 グラフ作成後の変更
第2章 Excelを使って波形を表示する
2.1 オシロスコープの概念とグラフ表示
2.1.1 オシロスコープとは
2.1.2 Excelでのグラフ表示手法(折れ線グラフと散布図)
2.2 正弦波を表示する
2.2.1 データを作成する
2.2.2 グラフに表示する
2.2.3 余弦波を追加する
2.3 媒介変数表示でグラフを描く
2.3.1 楕円を描く
2.3.2 リサジューを描く
2.4 正弦波からの発展
2.4.1 半波整流された信号
2.4.2 両波整流・全波(ブリッジ)整流された信号
2.5 実験でよく使われる波形
2.5.1 方形波(矩形波)
2.5.2 三角波
2.5.3 のこぎり波(鋸歯状波)
2.5.4 台形波
2.6 2つの三角関数による合成波形
2.6.1 AM(振幅変調)信号
2.6.2 FM(周波数変調)信号
2.6.3 SSB(片側波帯)信号

第2部 数学的な基礎
第3章 基礎的な関数の概念をつかむ
3.1 関数を理解するうえでの基本概念
3.1.1 電子回路で使われる関数の特徴
3.1.2 関数の微分と差分の概念
3.1.3 関数の微分をExcelで確かめる
3.1.4 関数の定積分と区分求積法
3.1.5 区分求積をExcelで確かめる
3.2 関数の直交性
3.2.1 直角とは
3.2.2 関数の直交性の概念
3.2.3 関数の直交性を数値積分で確かめる
第4章 数学的解析手法とは
4.1 過渡現象と数学的解析手法
4.2 過渡現象を表す方程式
4.2.1 RC直列回路の微分方程式
4.2.2 階段関数に対する応答を解く
4.2.3 傾斜関数に対する応答を解く
4.2.4 正弦関数に対する応答を解く
4.2.5 RLC直列回路の微分方程式
4.2.6 階段関数に対して微分方程式を解く
4.2.7 数学的解析で求められた式をExcelでグラフにする
4.3 フーリエ級数の基本概念
4.3.1 フーリエ級数による関数の合成
4.3.2 フーリエ変換
4.3.3 フーリエ係数とスペクトル
4.3.4 パワー・スペクトルと位相情報
4.3.5 方形波
4.3.6 のこぎり波
4.3.7 デルタ関数
4.3.8 AM(振幅変調)信号
4.3.9 FM(周波数変調)信号

第3部 Excelで実践
第5章 数値解析とは
5.1 数値解析の利点
5.1.1 さまざまなシミュレーション
5.1.2 Excelでできるシミュレーションの例
5.2 方程式を数値解析で求める
5.2.1 漸化式の考え方
5.2.2 ニュートン法の原理
5.2.3 Excelでニュートン法を確かめる
5.2.4 関数の微分ができないとき
5.3 究極の漸化式、カオス
5.3.1 代表的なカオス
5.3.2 Excelでカオスを見る
第6章 Excelで過渡現象のシミュレーションをする
6.1 RC積分回路とCR微分回路
6.1.1 RC直列回路の方程式
6.1.2 微分方程式を数値積分に書き換える
6.1.3 階段(ステップ)関数入力
6.1.4 傾斜(ランプ)関数入力
6.1.5 方形波・台形波・三角波入力
6.1.6 交流(正弦波)入力
6.1.7 周波数掃引した交流信号入力
6.2 RLC直列回路
6.2.1 RLC直列回路の微分方程式
6.2.2 微分方程式を数値積分に書き換える
6.2.3 インパルス入力
6.2.4 周波数掃引した交流信号入力
6.3 RLC直列回路に終端抵抗をつなぐ
6.3.1 回路の微分方程式
6.3.2 微分方程式を数値積分に書き換える
6.3.3 方形波・台形波入力
6.3.4 プリント基板設計と計測のヒント
6.4 整流・平滑回路の電流
6.4.1 半波整流・両波整流・全波整流
6.4.2 整流特性の近似シミュレーション
6.4.3 リップル
6.4.4 ダイオードとコンデンサに流れる電流
第7章 フーリエ変換(DFT)をExcelでみる
7.1 周期関数の周波数分布を調べる
7.1.1 区分求積法によるフーリエ係数
7.1.2 方形波
7.1.3 三角波
7.1.4 のこぎり波
7.2 変調された信号の周波数分布
7.2.1 AM(振幅変調)信号
7.2.2 SSB(片側波帯)信号
7.2.3 FM(周波数変調)信号
7.2.4 周波数拡散とEMI低減
7.2.5 1,000ポイントのDFTをマクロで実行
第8章 オペアンプの基本動作をExcelでみる
8.1 オペアンプの基本動作を確かめる
8.1.1 オペアンプの基本動作の方程式を立てる
8.1.2 Excelによる計算の準備をする
8.2 反転増幅器・非反転増幅器
8.2.1 反転増幅器の基礎(ゲインの一般式)
8.2.2 反転増幅器の動作をExcelで確かめる
8.2.3 非反転増幅器の基礎(ゲインの一般式)
8.2.4 非反転増幅器の動作をExcelで確かめる
8.2.5 ボルテージ・フォロワ
8.2.6 反転入力・非反転入力ともバイアスされているとき
8.3 入力リーク電流とオフセット電圧の影響
8.3.1 リーク電流とオフセット電圧を考慮する
8.3.2 リーク電流の影響を計算する
8.3.3 オフセット電圧の影響を計算する
8.4 ミラー積分回路
8.4.1 ミラー積分回路の基礎
8.4.2 ミラー積分回路の動作をExcelで確かめる
8.5 シュミット回路
8.5.1 シュミット回路の基礎
8.5.2 シュミット回路をExcelで確かめる

索 引

内容説明

本書は、電子工学の理解をより深めるためのExcelの活用法を紹介しています。

目次

第1部 Excelの操作(Excelの基礎と活用のヒント;Excelを使って波形を表示する)
第2部 数学的な基礎(基礎的な関数の概念をつかむ;数学的解析手法とは)
第3部 Excelで実践(数値解析とは;Excelで過渡現象のシミュレーションをする;フーリエ変換(DFT)をExcelでみる
オペアンプの基本動作をExcelでみる)

著者等紹介

渋谷道雄[シブヤミチオ]
1947年東京生まれ。1971年東海大学工学部電子工学科卒。1979年まで医療機関の研究所にてNMRなどの研究員として従事。1992年まで外資系半導体メーカーで、MOS製品の設計などを行う。現在、半導体販売商社にて、技術サポートやIC開発を行う

渡辺八一[ワタナベヤイチ]
テクニカルライター。アウルテック株式会社代表取締役。1955年東京生まれ。1979年日本大学農獣医学部畜産学科卒。現在、ソフトウェアのマニュアルをはじめとし、DTP、Webページ、CD‐ROMなど、デジタルデータを扱うテクニカル・ドキュメント制作の分野で活動中
※書籍に掲載されている著者及び編者、訳者、監修者、イラストレーターなどの紹介情報です。