ディジタル信号処理

電子回路技術の集大成 “SDR” を作る

「ソフトウェア無線機」（SDR，Software Defined Radio）は，アナログ回路技術とディジタル信号処理を融合した電気・電子工学の集大成です．SDRは，スマートフォンやWi-Fiルータ，ディジタル・テレビなどの様々な通信機として利用されています．さらに，ロックイン・アンプやスペクトル・アナライザ，ネットワーク・アナライザなどの測定器もSDRと同様の回路構成を採用しています．SDRを学べば，電子回路技術を網羅できると言っても過言ではありません．

本セミナではAMラジオとして動作するSDRを組み立てながら，ディジタル信号処理の基礎を学びます．アナログ部分は1チップICを使わず，できる限りトランジスタ・レベルの回路で構成しています．通信機の基本的な回路構成を理解した上で，様々な実験に利用できるようになっています．

リアルタイム信号処理の基礎から解説

SDRの核心は，コンピュータで実行される「リアルタイム信号処理」です．これはフーリエ解析を基礎とした離散時間信号処理の理論であり，サンプリング定理，離散フーリエ変換，ディジタル・フィルタなどの項目で構成されています．本セミナではこれらの内容を実際のプログラム例を交えて丁寧に解説します．

ワンチップ・マイコン「ラズベリーパイPico」を使う

今回は信号処理を実行するコンピュータとして，ワンチップ・マイコンの「ラズベリーパイPico」を使います．開発環境の使い方や内部モジュールの使い方など，組み込みシステムを開発するために必要な知識をひととおり解説します．ラズベリーパイPicoの基板は本キットから取り外せるので，他の実験にも応用できます．

前提知識

技術者のための本質を学ぶ数学1 微分・積分 および 技術者のための本質を学ぶ数学3 フーリエ解析 の内容は既知とします．また，C言語の文法については本セミナで解説しません．