演習「時間領域アナログサイン波」「振幅」「角周波数、周波数、周期」

演習
「時間領域アナログサイン波」
演習 1 (個人 PC, 5 分)： Google の検索画面を使って時間領域アナログサイン波 f (t) = 3 · sin(π · t − π/2) , (大体 − 8 ≤
t ≤ 8 位の定義域)) のグラフを描き、スクリーンショットを保存しましょう。
演習 2 (個人 PC, 10 分)：表計算ソフトで時間領域アナログサイン波 f (t) = 2 · sin(π · t) のグラフを描いてみましょ
う。時刻の範囲は 0 ≤ t ≤ 4 秒区間とし、代表点は 0.01 秒刻みとします。またグラフの種類は散布図、線のみ、平滑化
なしとします。
演習 3 (チーム, 10 分)：問題 2 の sin を cos に変えたらグラフがどう変化したかチームで話し合ってみましょう。
「振幅」
「角周波数、周波数、周期」
演習 4 (個人ノート, 10 分)：問題 2 で描いたサイン波の振幅 a 、角周波数 w (rad/秒)、周波数 f (Hz) と周期 T (秒)
を求めてみましょう。
演習 5 (個人ノート, 10 分)：問題 2 で描いたサイン波の振幅を a = 3、角周波数を w = 2π にした時の周波数 f (Hz)
と周期 T (秒) を求めてみましょう。
演習 6 (個人 PC, 10 分)：実際に表計算ソフトで振幅を a = 3、角周波数を w = 2π にした時のグラフを描いて振幅と
周波数と周期が理論値と合っている事を確認しましょう。時刻の範囲は 0 ≤ t ≤ 4 秒区間とし、代表点は 0.01 秒刻みと
します。またグラフの種類は散布図、線のみ、平滑化なしとします。
演習 7 (個人ノート, 10 分)：交流電圧 (AC) は時間領域アナログサイン波ですが、日本の交流電圧の実行値 (V) と周
波数 f (Hz) を調べましょう。また日本の交流電圧の実際の振幅 a (V) と角周波数 w (rad/秒)、周期 T (秒) を計算して
みましょう。
演習 8 (チーム, 10 分)：あなた達が行ってみたい国の交流電圧の実行値 (V) と周波数 f (Hz) を調べましょう (１人 1
国)。
演習 9 (チーム, 10 分)：「資料 1」は時間領域アナログサイン波を音として再生するサンプルです。サイン波を耳で実
際に聞くとどの様な音になるのか話し合って下さい。また周波数を高くしたり低くしたりするとどう音が変わるか確認
して下さい。
1
「初期位相と進み・遅れ」
演習 10 (個人ノート, 10 分)：時間領域アナログサイン波 f (t) = 2 · sin(π · t + π/2) の初期位相 ϕ はいくらでしょう
か。またこのサイン波は問題 2 のサイン波と比べて何 (rad) 進み (又は遅れて) いるのか、秒数にすると何秒か、グラフ
の平行移動の方向、距離も考えてみましょう。
(テンプレート)
ϕ = ？ (rad)
？ (rad) (進んでいる/遅れ
？ (秒) (進んでいる/遅れて
ている)
いる)
(左/右) へ？ (秒) 並行移動
する
演習 11 (個人ノート, 10 分)：同様に時間領域アナログサイン波 f (t) = 2 · sin(π · t − π/4) の初期位相 ϕ はいくらで
しょうか。またこのサイン波は問題 2 のサイン波と比べて何 (rad) 進み (又は遅れて) いるのか、秒数にすると何秒か、グ
ラフの平行移動の方向、距離も考えてみましょう。
(テンプレート)
ϕ = ？ (rad)
？ (rad) (進んでいる/遅れ
？ (秒) (進んでいる/遅れて
(左/右) へ？ (秒) 並行移動
ている)
いる)
する
演習 12 (個人 PC, 10 分)：演習 2 で描いたグラフをコピーし、演習 10、11 のサイン波を一枚のグラフに追加表示し、
演習 10、11 で理論的に求めた並行移動方向と距離が合っていることを実際に確かめましょう。
「位相反転」
演習 13 (個人 PC, 10 分)：演習 2 で描いたグラフをコピーし、位相を反転させたサイン波を一枚のグラフに追加表示
してみましょう。
「直流 (DC) 信号」
演習 14 (個人 PC, 10 分)：表計算ソフトで直流 (DC) 信号 f (t) = −2 のグラフを描いてみましょう。時刻の範囲は
0 ≤ t ≤ 4 秒区間とし、代表点は 0.01 秒刻みとします。またグラフの種類は散布図、線のみ、平滑化なしとします。
「グラフの描き方」
計 135 分
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