実習・C# で学ぶビギナのための電子回路シミュレーション入門

実習・C# で学ぶビギナのための電子回路シミュレーション入門
―― グラフィックスのプログラムを作りながら電子回路シミュレーションの基礎が学べる

  

【開催日】2022年9月6日(火) 10:00-17:00 1日コース
【セミナNo.】ES22-0080  【受講料】24,000円(税込)
【会場】東京・巣鴨 CQ出版社セミナ・ルーム [地図]
セミナ会場

 本セミナでは,抵抗器,コンデンサ,コイルなど線形の回路素子やダイオードなどから構成される簡単な電子回路をシミュレーションするプログラムを作る方法について詳しく解説する.プログラム言語としては,Visual Studio 2022(無償で使えるCommunity版) のC# を使う.
 最初に,C# によるGUI(Graphical User Interface)を使うウィンドウ・アプリやグラフィックスのためのプログラミングについて解説する.さらに,デリゲート(delegate),ラムダ式,LINQ(Language Integrated Query)などのC# の特徴的な機能についても解説する.これらの機能を使えば,簡潔で短いプログラムを作れるので,プログラミングを楽に行えるようになる.
 その上で,抵抗器,コンデンサ,コイルなど線形の回路素子で構成される電子回路の周波数特性を描画するプログラムの作り方と,線形の回路素子やそれにダイオードを含む電子回路の電圧や電流の時間変化を描画するプログラムの作り方について詳しく解説する.
 周波数特性を描画するプログラムを作る際は,複素数(Complex)型の使い方や周波数軸をログ・スケールで描画する方法も解説する.
 電子回路の電圧や電流の時間変化を求めるには,簡単な回路を除けば,微分方程式を数値計算で解くことが必要になるが,そのためのプログラミングについても解説する.


※ 講師作成のプログラム,およびセミナで作成したプログラムはお持ち帰り可能です.

1.C# によるWindowsフォーム・アプリケーション作成の第一歩
 1.1 簡単なGUIを使うプログラム
 1.2 グラフィックス処理のプログラムの要点
 1.3 式で与えられた関数のグラフの描画
2.C# でシミュレーションのプログラムを作る準備
 2.1 デリゲート(delegate)
 2.2 ラムダ式
 2.3 デリゲートとラムダ式を利用するグラフの描画
 2.4 LINQ(Language Integrated Query)を利用するグラフの描画
 2.5 シミュレーションで使うGUI用部品の使い方
3.電子回路の周波数特性を描画する
 3.1 2端子対回路と周波数応答
 3.2 周波数特性のプログラミングとC# で複素数型を使う方法
 3.3 周波数軸をログスケールで描画するためのクラスの紹介
 3.4 簡単な回路の周波数特性を描画するプログラム
 3.5 縦続接続された回路の周波数特性を描画するプログラム
  3.5.1 2端子対回路に対応するF行列を使った周波数応答の計算法
  3.5.2 F行列に対応する2×2の行列を扱うためのクラスの紹介
  3.5.3 F行列を使って周波数応答の計算を楽にする
 3.6 簡単な回路の周波数特性と電圧変化の波形を描画する
 3.7 フィルタの周波数特性と回路素子の誤差の評価
4.電子回路の電圧や電流の時間変化を描画する
 4.1 電子回路と微分方程式
 4.2 1階の微分方程式で記述される回路のシミュレーション
  4.2.1 1階の微分方程式の数値計算法のプログラミング
  4.2.2 シミュレーションプログラムの作成
 4.3 高階の微分方程式で記述される回路のシミュレーション
  4.3.1 ベクトルを扱うためのクラスの紹介
  4.3.2 ベクトル・クラスを利用する高階の微分方程式の数値計算法のプログラミング
  4.3.3 シミュレーションプログラムの作成


●お試しプログラムを用意しました.
このプログラムは実習で作るものです.下記よりダウンロードして実行してみてください.

・直列共振回路のシミュレーション
https://seminar.cqpub.co.jp/materials/ES22-0080/series.exe

・全波整流回路のシミュレーション
https://seminar.cqpub.co.jp/materials/ES22-0080/zenpa.exe

・ローパス・フィルタ回路のシミュレーション
https://seminar.cqpub.co.jp/materials/ES22-0080/LPF.exe

※プログラム実行上のご注意
ダウンロード・プログラムを実行する際に,
「Microsoft Defender SmartScreen は認識されないアプリの起動を停止しました。このアプリを実行すると、PC が危険にさらされる可能性があります。」のようなメッセージが出る場合があります.このアプリを起動しても,PCに問題が生じないことをセミナ事務局で確認しています.画面表示の「詳細情報」をクリックしたあとで「実行」をしてください.

※免責事項等
なお,このプログラムを利用することにより発生した損害などに関して,CQ出版社(セミナ事務局)および講師(作成者)は責任を負いかねますのでご了承ください.また,このプログラムの内容に関してのご質問などは,セミナ参加者以外には応じられませんので,ご了承ください.


直列共振回路


直列共振回路のシミュレーション波形




全波整流回路

全波整流回路のシミュレーション波形




ローパス・フィルタ回路


ローパス・フィルタ回路のシミュレーション波形



●対象聴講者
・Visual StudioのC# で,いろいろなグラフを描画するプログラムを作ってみたい方
・電子回路のシミュレーションのプログラムを作ってみたい方
・受講条件:電気回路についてはオームの法則およびキルヒホッフの法則,数学については複素数および行列の基本的な扱い方について理解している方
・ 受講条件:C言語,その他のプログラム言語でプログラムを作った経験のある方が望ましい.


●講演の目標
・ Visual StudioのC# で,GUIによるグラフィックスのプログラムを作れるようになる.
・ 電子回路の周波数特性を描画するプログラムを作れるようになる.
・ 電子回路の電圧および電流の時間変化を表す波形を描画するプログラムを作れるようになる.


【受講者が持参するもの】
・ 作成したプログラムなどを持ち帰るためのUSBメモリなど.

【講師】
三上 直樹 氏〔職業能力開発総合大学校 名誉教授 〕
 1977~1987年北大助手.1987~2017年職業能力開発総合大学校講師,助教授,教授.工学博士.「はじめて学ぶディジタルフィルタと高速フーリエ変換」などの書籍やインターフェース誌,トランジスタ技術誌の記事多数.ディジタル信号処理を専門とする.


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コース

 1日コース

カテゴリ

 回路・電子部品

シリーズ

 

特徴

 ビギナ
 実習

キーワード

 コンピュータ
 シミュレータ
 ソフトウェア
 プログラミング言語
 開発手法
 制御

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