Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Analogowe układy elektroniczne 2
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IET-1-401-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
4
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Golański Ryszard (golanski@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Kołodziej Jacek (jackolo@agh.edu.pl)
dr inż. Godek Juliusz (godek@agh.edu.pl)
Krajewski Grzegorz (krajewsk@agh.edu.pl)
mgr inż. Szyduczyński Jakub (szyduczy@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe rozwiązania układowe w technologii bipolarnej i CMOS typowych bloków funkcjonalnych ET1A_W21, ET1A_W16 Egzamin
M_W002 Student zna zasady projektowania i analizy analogowych układów elektronicznych ET1A_W12, ET1A_W15 Egzamin
Umiejętności
M_U001 Student potrafi projektować analogowe układy elektroniczne używając właściwych metod, technik i narzędzi ET1A_U16 Kolokwium
M_U002 Student potrafi zastosować rozwiązania układowe układów elektronicznych, biorąc pod uwagę kryteria użytkowe i ekonomiczne ET1A_U09 Kolokwium
M_U003 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych systemów elektronicznych a także dokonać ich weryfikacji ET1A_U15 Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych ET1A_K01 Udział w konkursach i festiwalach nauki i techniki, promocja wydziału, uczelni
M_K002 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera – elektryka, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje ET1A_K02 Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe rozwiązania układowe w technologii bipolarnej i CMOS typowych bloków funkcjonalnych + - + - - - - - - - -
M_W002 Student zna zasady projektowania i analizy analogowych układów elektronicznych + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi projektować analogowe układy elektroniczne używając właściwych metod, technik i narzędzi + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zastosować rozwiązania układowe układów elektronicznych, biorąc pod uwagę kryteria użytkowe i ekonomiczne + - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych systemów elektronicznych a także dokonać ich weryfikacji + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych - - + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera – elektryka, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje + - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (28 godzin) oraz ćwiczeń laboratoryjnych (28 godzin).

Wykłady
1. Zastosowania WO w układach nieliniowych – 4 godziny – Klasyfikacja i metody generacji funkcji nieliniowych. Wybrane rodzaje analogowych układów mnożących. Układy kształtujące funkcje przedziałami prostoliniowe. Komparatory.
2. Generatory drgań sinusoidalnych – 3 godziny – Warunki generacji drgań układów 3-punktowych. Klasy pracy. Poprawka liniowa i nieliniowa częstotliwości. ARW i ARCz. Rodzaje wzbudzenia. Rodzaje generatorów, w tym oparte na syntezie (PLL). Generatory kwarcowe. Generatory RC ze sprzężeniem zwrotnym. Przykłady rozwiazań układów generatorów RC. Dobroć fazowa i ARW w generatorach RC.
3. Pętla synchronizacji fazowej PLL – 4 godziny – Zasada działania. Właściwości pętli w stanie synchronizacji. Liniowy model pętli fazowej. Wpływ transmitancji filtru na właściwości śledzące pętli. Model pętli fazowej. Procesy synchronizacji pętli PLL. Scalone pętle fazowe. Detektor fazy. Detektor fazowo – częstotliwościowy PFD. Generatory przestrajane napięciem – VCO. Przykłady realizacji układu scalonego PLL. Wybrane przykłady zastosowań pętli fazowej.
4. Modulacja i demodulacja częstotliwości i fazy – 5 godzin – Elementarna teoria Modulacji FM. Modulacje kąta: FM i PM. Dewiacje fazy i częstotliwości przy modulacjach FM i PM. Widmo sygnału FM. Wykresy wskazowe. Modulacja fazy PM. Widmo sygnału PM. Wrażliwość sygnału FM na zakłócenia i szumy. Zasada działania wybranych modulatorów FM i PM. Detektory FM – wybrane rozwiązania układowe – zasada działania oraz podstawowe właściwości. Podwójnie zrównoważone detektory sygnału PM. Wybrane modulacje cyfrowe.
5. Przemiana częstotliwości. Mieszacze -3 godziny – Zasada działania idealnego mieszacza. Przemiana z zastosowaniem układu mnożącego. Widmo przemiany częstotliwości. Sygnały lustrzane. Mieszanie sumacyjne. Mieszanie iloczynowe. Mieszacz zrównoważony (przeciwsobny). Mieszacz podwójnie zrównoważony (układ Gilberta).Zasady działania praktycznych układów mieszaczy.
6. Scalone przetworniki AC i CA. – 4 godziny – Próbkowanie i kwantyzacja. Błędy przetwarzania. Układy próbkująco-pamiętające. Wybrane rozwiązania przetworników CA. Wybrane rozwiązania przetworników AC. Przetworniki z próbkowaniem nadmiarowym. Przykłady zastosowań przetworników a/c i c/a. Podstawowe zasady doboru i projektowania przetworników pod kątem założonych parametrów.
7. Szumy i zakłócenia – 2 godziny
8. Wzmacniacze mocy– 3 godziny – Specyficzne problemy wzmacniaczy mocy. Odprowadzenie ciepła z tranzystora mocy. Klasy pracy wzmacniaczy. Wzmacniacze mocy klasy A. Przeciwsobne wzmacniacze klasy B, AB i wyższych. Charakterystyka przejściowa i zniekształcenia nieliniowe. Rozwiązania scalone wzmacniaczy mocy.

Ćwiczenia laboratoryjne:

Ćwiczenia laboratoryjne
1. Projekt oraz pomiary parametrów stabilizatorów napięcia działaniu ciągłym – 3 godziny – zaprojektowanie struktur układu stabilizatorów parametrycznego i kompensacyjnych w tym także z wykorzystaniem układów scalonych. Projekty układów pomiarowych i przy ich wykorzystaniu pomiary wybranych parametrów – współczynnika stabilizacji napięcia, współczynnika tłumienia tętnień, rezystancji wyjściowe metodą statyczną i impulsową oraz charakterystyki wyjściowej badanych rozwiązań układowych.
2. Zasilacze impulsowe -3 godziny –Projekt układów pomiarowych i przy ich wykorzystaniu pomiary parametrów metodami statycznymi i dynamicznymi. Zdejmowanie charakterystyk i oscyloskopowa obserwacja przebiegów czasowych w rożnych punktach konwertera napięcia stałego z wyjściem izolowanym od wejścia oraz stabilizowanego zasilacza impulsowego. Badanie układów zabezpieczających impulsowych stabilizatorów napięcia.

3. Projekt i pomiary wybranych aplikacji nieliniowych wzmacniacza operacyjnego – 3 godziny. Projekt układów pomiarowych i przy ich wykorzystaniu pomiary charakterystyk przejściowych lub pomiary parametrów zaprojektowanych aplikacji nieliniowych wzmacniacza operacyjnego.
4. Pomiary parametrów i charakterystyk generatora VCO oraz PLL zbudowanej w oparciu o ten generator. Badanie aplikacji zbudowanej pętli fazowej jako powielacza albo dzielnika częstotliwości, modulatora fazy, demodulatora częstotliwości, eliminatora szumu – 3 godziny.
5. Generatory drgań sinusoidalnych – 3 godziny – Warunki generacji drgań układów 3-punktowych. Rodzaje generatorów LC- zasilanie, klasy pracy. Poprawka liniowa i nieliniowa częstotliwości. ARW i ARCz. Rodzaje wzbudzenia. Generatory kwarcowe. Generatory RC ze sprzężeniem zwrotnym. Przykłady rozwiazań układów generatorów. Dobroć fazowa i ARW w generatorach RC.
6, 7, 8 . Projekt i pomiary układów modulacji i demodulacji amplitudy i częstotliwości oraz przemiany częstotliwości – 9 godzin – modulator FM zbudowany w oparciu o VCO; PLL jako demodulator FM; układy przemiany częstotliwości.
9. Pomiary wartości skutecznej szumów metodą oscyloskopową, obserwacje i pomiary szumów i zakłóceń w układach elektronicznych (3 godziny)
10. Sprawdzian praktyczny – samodzielne wykonanie przez każdego studenta fragmentu jednego z wykonywanych ćwiczeń laboratoryjnych – 3 godziny.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 126 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Przygotowanie do zajęć 28 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 7 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 7 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz egzaminu.
2. Obliczamy średnią ważoną z ocen z laboratorium (50%) i egzaminu (50%) uzyskanych we wszystkich terminach.
3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie reguł opisanych w Regulaminie Studiów w AGH.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

· Znajomość teorii obwodów w zakresie analizy układów elektronicznych
· Znajomość podstaw teorii półprzewodnikowej oraz elementów elektronicznych
· Znajomość metod analizy funkcji jednej zmiennej, rachunku różniczkowego oraz macierzowego, liczby zespolone.
· Umiejętność wykonywania pomiarów elektrycznych w zakresie napięć i prądów, stałych i zmiennych.
· Umiejętność zastosowania generatora sygnałów oraz oscyloskopu w pomiarach elektrycznych.
· Znajomość teorii liniowych układów elektronicznych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura podstawowa
1.Praca zbiorowa pod red St. Kuty: Przyrządy półprzewodnikowe i układy elektroniczne cz. I i II", Wyd AGH, Kraków 2000.
2.Baranowski J., Nosal Z.: “Układy elektroniczne cz. I i cz. II”, WNT, Warszawa, 1998
3.Ciążyński W.E.: Elektronika analogowa w zadaniach. Tom 1-8, Gliwice, WPŚl 2010.
4.U. Tietze, Ch. Schenk: „Układy półprzewodnikowe”, WNT, Warszawa 2009
5.A. Filipkowski, “Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe”, WNT Warszawa 2006
6.Z. Nosal, J. Baranowski, “Układy elektroniczne cz. 1; układy analogowe liniowe”, WNT Warszawa 2003
7. P. Horowitz, W.Hill, “Sztuka elektroniki”, WKiŁ Warszawa, wyd. 9, 2009

Literatura uzupełniająca
1.Gray P.R., Hurst P.J., Lewis J.H., Meyer R.G.; Analysis and design of analog integrated circuits, 4th ed., Wiley, New York 2001.
2.Allen P.E., Holberg D.R.; “CMOS Analog Circuit Design”, Oxford UP, 2002
3.Baker R.J.: “CMOS”, Wiley, 3rd ed.,IEEE Press, 2010

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
A comparative study of integrated CMOS filters for non-uniform sampling Delta Modulators / Ryszard GOLAŃSKI, Juliusz GODEK, Jacek KOŁODZIEJ, Witold MACHOWSKI, Stanisław KUTA // W: Recent advances in CIRCUITS, SYSTEMS and SIGNALS : international conference on Circuits, Systems, Signals (CSS) : Malta : September 15–17, 2010. — [S. l.] : WSEAS Press, cop. 2010. — (International Conference on Circuits, Systems and Signals – Proceedings ; ISSN 1792-4324). — ISBN 978-960-474–226-4. — S. 349–352. — Bibliogr. s. 352, Abstr.

Publikacja zarejestrowana w bazie Web of Science.
punktacja MNiSW (wg wykazu z 2012): 10,0
Adaptive nonuniform sampling delta modulation – practical design studies / Ryszard GOLAŃSKI, Jacek KOŁODZIEJ // WSEAS Transactions on Circuits and Systems ; ISSN 1109-2734. — 2010 vol. 9 iss. 10 s. 617–626. — Bibliogr. s. 625–626, Abstr.
punktacja MNiSW (wg wykazu z 2014): 10,0
A concept of a self-powering heat meter — Koncepcja samo-zasilającego się licznika energii cieplnej / Piotr DZIURDZIA, Witold MACHOWSKI, Jacek STĘPIEŃ, Jacek KOŁODZIEJ, Ryszard GOLAŃSKI // Przegląd Elektrotechniczny = Electrical Review / Stowarzyszenie Elektryków Polskich ; ISSN 0033-2097. — 2013 R. 89 nr 12, s. 33–36. — Bibliogr. s. 36, Abstr., Streszcz.
punktacja (lista B czasopism MNiSW, 2013): 10.000

Estymacja produkcji energii elektrycznej małej elektrowni wiatrowej na bazie mapy wietrzności — Estimation of electricity power production by small wind plants based on wind atlas / Jacek OSTROWSKI, Jacek KOŁODZIEJ, Ryszard GOLAŃSKI, Ireneusz SOLIŃSKI, Jacek STĘPIEŃ // Pomiary, Automatyka, Kontrola / Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich. Sekcja Metrologii, Polskie Stowarzyszenie Pomiarów Automatyki i Robotyki POLSPAR ; ISSN 0032-4140. — 2012 vol. 58 nr 12, s. 1048–1052. — Bibliogr. s. 1052, Streszcz., Abstr.. — Ireneusz Soliński – afiliacja: Akademia Górniczo-Hutnicza

punktacja (lista B czasopism MNiSW, 2012): 7.000
Precise time distribution and time synchronized transmission aspects in the Industrial Ethernet networks — Dystrybucja precyzyjnego sygnału zegarowego oraz synchronizacja transmisji w przemysłowych sieciach Ethernet / Jacek STĘPIEŃ, Jacek KOŁODZIEJ, Piotr DZIURDZIA, Witold MACHOWSKI, Ryszard GOLAŃSKI // Przegląd Elektrotechniczny = Electrical Review / Stowarzyszenie Elektryków Polskich ; ISSN 0033-2097. — 2013 R. 89 nr 12, s. 37–40. — Bibliogr. s. 40, Abstr., Streszcz.
punktacja (lista B czasopism MNiSW, 2013): 10.000
System automatyki budynkowej z interfejsami ZigBee — Simple intelligent building system with ZigBee communication units / Jacek STĘPIEŃ, Jacek KOŁODZIEJ, Jacek OSTROWSKI, Ryszard GOLAŃSKI // Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania (Warszawa) ; ISSN 0033-2089. — Tytuł poprz.: Przegląd Elektroniki. — 2012 R. 53 nr 12, s. 116–120. — Bibliogr. s. 120, Streszcz., Summ.. — tekst: http://www.sigma-not.pl/download.do?mode=sps&id=73378
punktacja (lista B czasopism MNiSW, 2012): 6.000

Informacje dodatkowe:

Brak