先端エレクトロニクスDAQセミナー2020/ 総研大講義「計測と制御」

お知らせ

新型コロナウィルスの感染拡大を防ぐため本年度の講義はすべてオンラインでの開催に変更いたします。旅費の支援はなくなりました。
7月31日16:00～8月3日10：00までつくばキャンパス停電のためこのサーバーは停止します。

参加申し込みの方あてメーリングリストアーカイブ

参加者の方々に参加方法についてのメールをお送りいたしました。受け取られていないかたはメーリングリストアーカイブをご覧になりご連絡ください。（2020/07/16)

ポスター

目的・趣旨

理学実験系修士課程学生を主な対象に実験・観測システムに用いられるエレクトロニクス技術の基礎を習得するためのセミナーです。主な対象を修士課程学生としていますが、どなたでも参加する事ができます。

高品質の実験・観測データを得るためには計測装置に関する知識が必要不可欠ですが、研究の専門化が進むことで専門外の計測装置技術について学ぶ機会が減っています。現在の実験・観測で用いられる装置には高度なエレクトロニクス技術が採用され、その技術は年々高度になっています。そこで、計測装置に用いられているエレクトニクス技術の基礎を習得する技術セミナーを企画しました。それぞれの専門分野の講師の講義により検出器（センサー）信号処理からASIC技術, FPGA技術, 計算機でのデータ処理までの基礎を5日間で学ぶことができる内容です。

エレクトロニクス技術に興味を持つ若手の方やこれから実験・観測を始める多くの方々の参加をお願いいたします。

昨年（2019年）のWebページはこちらにあります。

ASICとは

FPGAとは

概要

講義内容はエレクトロニクス技術について学んだことがない物理系修士課程学生を対象に行います。半導体物性など物理系学生が学部で学ぶ内容を既知としていますが、他の事は仮定していませんので他の専攻の方も問題なく受講可能です。

実験・観測対象が変わると計測システムも変わりますが、その骨格をなす基礎技術や概念は同じです。加速器科学・天文・生物など広い分野の方々にも違和感なく学んでいただける内容です。

本セミナーは総合研究大学院大学の公開講義「計測と制御」として開催します。

• 対象者：制限はありませんが、物理系学部生・大学院修士課程学生を想定した講義内容に設定しています。
• 募集人数：オンラインのみの開催に変更になりました。人数制限はありません。
• 日程：2020年7月27日（月）～7月31日（金） （開始および終了時刻は時間割を参照してください）
• 場所：オンラインのみの開催に変更になりました。参加方法は、参加者のかたにのちほどお知らせいたします。KEKキャンパスに来ても受講することはできません。
• 言語：日本語
• 申込期間：5月22日から7月16日
• 参加費：無料 
• 主催：Open-It、総合研究大学院大学
• 後援：KEK加速器科学総合支援事業、KEKエレクトロニクスシステムグループ
• 実行委員：池野正弘、潮田みよ子、庄子正剛、千代浩司、濱田英太郎、坂口将尊、田中真伸（KEKエレクトロニクスシステムグループ）、KEK大学院教育係
• お問合わせは事務局（osc-mgrs[アットマーク]ml.post.kek.jp）まで。件名に「DAQセミナー」を含めてください。 

日程

• 7月 27日（月）9:15-17:00 ： 開会挨拶、システム概要、ガス検出器、半導体検出器、集合写真（受け付け開始8:45）
  • 今年度は懇親会は開催しません。
• 7月 28日（火）9:15-16:50 ： アナログ信号処理、トランジスタの基礎
• 7月 29日（水）9:15-16:50 ： アナログデジタル変換技術、デジタル信号処理
• 7月 30日（木）13:30 -16:50 ： ソフトウェア技術
  • 今年度は施設見学は実施しません。
• 7月 31日（金）9:15-12:30：FPGAを用いたDAQ技術概要、実際の現場より、閉会挨拶

時間割はこちら（PDFファイル） 

申し込み 

申し込みはこちらのフォームに入力してください。

申し込んだが都合が悪くなり受講しなくなった場合は上記フォームに記入し、コメントの欄に受講をやめるなどと書いてsubmitしてください。

注意事項を読み手続きを進めてください。

• 注意事項
  • 参加資格：制限ありません。学生はもちろん社会人も参加できます。
    • 講義内容は物理系学部生・大学院修士課程学生向けに構成されています。
  • 総研大生の方への注意
    • 総研大生が単位の付与を希望する場合、履修変更届により履修科目の追加を行うことが必要です。履修変更届はこちらにおいてあります。
    • 履修申請に加えてこのページから申し込みが必要です。
  • 参加費：無料
  • 総研大単位取得希望者
    • 本セミナーは総合研究大学院大学の公開講義「計測と制御」として開催しますので他大学での単位として認定される場合があります。
    • 単位取得希望の方は事前に所属大学事務（学務課等）に総研大の公開講義の単位が認定されるか確認し、その後、所属大学を通じて特別聴講学生として履修申請を行ってください。
    • 履修申請する場合でも本ページからの参加申し込みが必要です。
    • 単位取得のためには全講義の受講と後日レポート提出を行い評価を受ける必要があります。
  • 旅費支給
    
    • 今年度はオンライン、KEKつくばキャンパスで開催いたします。KEKつくばキャンパス会場で出席されるかたには旅費を支援します（予算に限りがあるので必ず支給されるわけではありません。下記参照ください）。
    • 申込フォームの旅費支給希望欄「希望する」を選択して申し込みしてください。
      • 共同利用支援システムからの旅費申請は指示されるまで行わないでください。
    • 一定期間毎に以下を考慮して支給者を決め結果を通知します（最初の結果は7/3通知予定）
    • 学部生に対しても旅費支給できます。
    • 予算に限りがあるため、先着順かつ、学部生、大学院修士課程学生、その他の順に優先して支給し、予算上限に達した時点で募集終了します。
    • 旅費はKEK旅費規定に従って支給されます。
      • 規定についての詳細はKEKユーザーズオフィス（http://www2.kek.jp/usersoffice/）に問い合わせてください。
  • KEKつくばキャンパス宿舎：
    • KEKつくばキャンパスの宿舎を利用する方は以下を読み各自申し込みをしてください。
    • 首都圏から参加する方も利用できます。
    • 宿舎についての情報は（http://www2.kek.jp/uskek/visiting/dormitory.html）をご覧ください
    • KEK宿舎の手続き手順
      • 総研大生と一般（総研大生でない方）で手続き方法が異なります。
      • 総研大生
        •  最初に受講申請する事。受講申請する前は宿舎予約できません
        • 下のページの手順に従い手続きを進めてください。
        • 手続説明のページはここから
      • 一般（総研大旅費利用承認者以外）
        • 最初に受講申請する事。受講申請する前は宿舎予約できません。
        • 下のページの手順に従い手続きを進めてください。
        • 手続説明のページはここから
        • 旅費申請は結果通知メールが届いた後に申請してください。
  • 開催期間中の無線LAN利用
    • ゲスト用無線LANはKEK宿舎などKEK各施設内で利用できます。接続方法などは後日連絡します。
    • 端末との相性により接続できない事もあるので注意してください。確実にネットワークに接続したい方は別途各自で用意してください。
    • 接続方法の資料はこちら（ID入力必要）
  • 懇親会
    • 今年度は懇親会は開催しません。
       

講義内容 

【開会挨拶】

• 7月27日（月）9:15 - 9:20 高エネルギー加速器研究機構 理事　岡田安弘

【システム概要】

• 講義日：7月27日（月）
• 講師：田中真伸（KEK）
• 概要：
• 内容：
• 講義資料：テキスト
• レポート課題（単位取得希望者用）
   

【ガス検出器】

• 講義日：7月27日（月）
• 講師：宇野彰二 (KEK)
• 概要：昔から素粒子・原子核実験をはじめ、広く多くの分野で使われているガス検出器をガスワイヤーチェンバーを基本に解説する。
• 内容：
  １．ガスワイヤーチェンバーの動作原理
  ２．ガスワイヤーチェンバーの応用
  ３．最近のガスチェンバー
  ４．GEMチェンバーの基本特性
  ５．GEM型中性子画像検出器
• 講義資料：テキスト
• レポート課題（単位取得希望者用）
   

【半導体検出器】 

• 講義日：7月27日（月）
• 講師：岸下徹一 (KEK)
• 概要：半導体検出器は放射線計測のみならず、携帯電話に内蔵されているCMOSカメラや医療、天文といった様々な分野で活用されている。本講義では、センサーの基本であるダイオードセンサーについて解説する。
• 内容：
  • なぜ半導体検出器を使うのか?
  • ダイオードセンサーの基本
  • ダイオードセンサーの応用
  • 最近の研究話題
• 講義資料：テキスト
• レポート課題（単位取得希望者用）
   

【アナログ信号処理】 

• 講義日：7月28日（火）
• 講師： 房安貴弘（佐賀大学）
• 概要： 放射線検出器のフロントエンド回路を想定し、オペアンプを用いたアナログ信号処理回路の仕組みについて学ぶ。
• 内容： 
  • オペアンプとラプラス変換
    • ラプラス変換について
    • オペアンプについて
  • オペアンプを用いた放射線検出器用回路
• 講義資料：テキスト (7/28 18:00差し替え)
• レポート課題（単位取得希望者用） 
   

【トランジスタの基礎】 

• 講義日：7月28日（火）
• 講師：房安貴弘 (佐賀大学)
• 概要： 放射線検出器のフロントエンドに用いられるMOSFETの動作原理から、増幅器（オペアンプ）を構成する手法までを学ぶ。
• 内容：
  • トランジスタの仕組み
    • 半導体のpn接合
    • MOSFETの構造と動作原理
  • MOSFETによる増幅回路
    • 一段の増幅回路
    • 差動増幅回路
  • オペアンプ回路
• 講義資料：テキスト (7/28 18:00差し替え)
• レポート課題（単位取得希望者用）
   

【アナログデジタル変換】 

• 講義日：7月29日（水）
• 講師： 宮原正也（KEK)
• 概要：現代の計測システムはコンピュータでデータ解析する為、検出器が出力するアナログ信号をデジタル信号へ変換する必要がある。本講義ではアナログ信号をデジタル信号へ変換する回路（ADC）技術と、その使用・評価方法などについて解説する。
• 内容：
  • ADCの基本機能
    • 量子化（ビット数、サンプリングレート、参照電圧等）
    • サンプリング定理
  • ADCの性能表現
  • ADCの主要な変換方法
    
    • 変換アーキテクチャの概要とトレンド
  • ADCの設計例
    
    • 逐次比較型ADC (SAR ADC）
  • ADCの評価方法
• 講義資料：テキスト
• レポート課題（単位取得希望者用）
   

【デジタル信号処理】  

• 講義日：7月29日（水）
• 講師： 本多良太郎 (東北大学)
• 概要： 物理実験おいてデジタル回路はアナログ部分とコンピューターの間に入りデータの処理や通信の役割を担う。この講義ではデジタル回路の基本構成要素から通信技術までの概要に触れる。
• 内容： 
  • デジタル技術概要
  • デジタル回路
    
    • 組み合わせ回路
    • 順次回路
    • 同期回路のタイミング
    • 回路例
  • データ通信技術
    
    • パラレル・シリアル通信
    • 装置内・装置間通信
  • デジタル回路の例
• 講義資料：テキスト
• 参考書（事前に読む必要はありませんが、予習するのであれば読みやすいと感じる書籍を選んで読んでください）

  • 内田智久、Open-It FPGAトレーニングコース事前準備資料（ID不要でダウンロードできます）
  • パターソン＆ヘネシー、コンピュータの構成と設計、日経BP社
  • ハリス、ディジタル回路設計とコンピュータアーキテクチャ、翔泳社
  • 渡波 郁、CPUの創りかた、毎日コミュニケーションズ
• レポート課題（単位取得希望者用） 
   

【ソフトウェア技術】 

• 講義日：7月30日 (木)
• 講師： 長坂康史（広島工業大学)
• 概要： 
• 内容：
• 講義資料：テキストその1     テキストその2    テキストその3
• レポート課題（単位取得希望者用）
   

単位取得希望者の方へ

出欠確認について

受講姿勢評価のために毎日出欠を確認しますので、Webexにアクセスする際にフルネームと所属を記入してください。

レポート提出について

3つの課題を選択してレポートを提出してください。 （課題内容は各講義終了後にWebに掲載します、閲覧には別途連絡するIDが必要です）。

各講義毎に課題があります。選択した課題のみ提出してください。課題が複数の小問で構成されている場合は全ての小問を提出して一つの課題です。課題毎にファイルを分けてください。

以下の提出先へメールで送ってください。

• 宛先：　osc-mgrs[アットマーク]ml.post.kek.jp
• 件名：　計測と制御レポート
• 提出期限：　8月14日 (金) 

不明な点などがある場合も上記宛先まで問い合わせてください。

補足： 受講姿勢と課題点の比率を2:3として評価します。 

アンケート

参加者の皆さん下のアンケートにご協力ください。

アンケートはこちらから（IDが必要です） 

その他