Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Komputerowa analiza układów elektronicznych
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFT-1-608-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
6
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Fiutowski Tomasz (tomasz.fiutowski@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Świentek Krzysztof (swientek@agh.edu.pl)
dr inż. Fiutowski Tomasz (tomasz.fiutowski@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

W ramach przedmiotu studenci uczą się stosowania podstawych typów symulacji (OP, DC, AC, TRAN) wykorzystywanych w procesie projektowania układów elektronicznych (analogowych i cyfrowych).

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 typy analizy układów elektronicznych i ich zastosowania (dc, ac, tran) FT1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Student zna podstawy składni języka Verilog i procesu syntezy cyfrowych układów elektronicznych FT1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Projekt,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zaprojektować układ elektroniczny składający się z podstawowych bloków analogowych i/lub cyfrowych FT1A_U03, FT1A_U01 Projekt,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student potrafi opisać elektroniczny układ cyfrowy w języku Verilog i przeprowadzić jego syntezę FT1A_U01, FT1A_U04 Projekt,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Student potrafi przeprowadzić podstawowe typy symulacji układu elektronicznego i zinterpretować ich wyniki FT1A_U02, FT1A_U04 Projekt,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi pracować w zespole projektowym. Potrafi samodzielnie zdobyć odpowiednią wiedzę i umiejętności niezbędne do realizacji jego części zadania zespołowego. FT1A_K01 Wykonanie projektu
M_K002 Student potrafi przedstawić wykonany projekt w sposób komunikatywnej prezentacji. FT1A_K02, FT1A_K01 Wykonanie projektu
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 typy analizy układów elektronicznych i ich zastosowania (dc, ac, tran) - - + - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawy składni języka Verilog i procesu syntezy cyfrowych układów elektronicznych - - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zaprojektować układ elektroniczny składający się z podstawowych bloków analogowych i/lub cyfrowych - - + + - - - - - - -
M_U002 Student potrafi opisać elektroniczny układ cyfrowy w języku Verilog i przeprowadzić jego syntezę - - + + - - - - - - -
M_U003 Student potrafi przeprowadzić podstawowe typy symulacji układu elektronicznego i zinterpretować ich wyniki - - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi pracować w zespole projektowym. Potrafi samodzielnie zdobyć odpowiednią wiedzę i umiejętności niezbędne do realizacji jego części zadania zespołowego. - - - + - - - - - - -
M_K002 Student potrafi przedstawić wykonany projekt w sposób komunikatywnej prezentacji. - - - + - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Ćwiczenia laboratoryjne:
Pracownia Komputerowa

1. Analiza prostych układów elektrycznych zbudowanych z rezystorów oraz źródeł napięciowych i prądowych.
Efekty kształcenia:
Student potrafi wyznaczyć rozpływ prądów i spadki napięć w obwodzie

2. Analiza podstawowych układów wykorzystujących wzmacniacz operacyjny
Efekty kształcenia:
student potrafi zasymulować i wyznaczyć podstawowe parametry podstawowych układów wykorzystujących wzmacniacz operacyjny

3. Analiza podstawowych układów zawierających diody półprzewodnikowe
Efekty kształcenia:
student potrafi wyznaczyć charakterystykę prądowo-napięciową diody oraz zaprojektować ogranicznik napięcia, wzmacniacz logarytmujący i generator funkcyjny

4. Projekt i analiza filtrów aktywnych
Efekty kształcenia:
student potrafi dobrać rodzaj, rząd i parametry filtru aktywnego spełniającego postawione założenia.

5. Symulacje podstawowych konfiguracji tranzystora
Efekty kształcenia:
student potrafi przeprowadzić i zinterpretować symulacje DC, AC, TRAN.

6. Symulacje podstawowych bramek cyfrowych
Efekty kształcenia:
student potrafi zaprojektować bramkę cyfrową realizującą zadaną funkcję logiczną oraz zmierzyć jej podstawowe parametry.

7. Opisywanie w języku Verilog HDL i symulacja cyfrowa funkcji/bramek cyfrowych
Efekty kształcenia:
student potrafi praktycznie zaimplementować zadaną funkcję logiczną i sprawdzić jej poprawność przy pomocy symulacji komputerowych.

Ćwiczenia projektowe:
Projekt

Studenci, samodzielnie lub w zespołach dwuosobowych, realizują projekty wybrane wspólnie z prowadzącym zajęcie. Punktem wyjściowym są dostarczone założenia i wskazówki projektowe. W ramach projektu należy zrealizować działający układ, pokazać przy pomocy symulacji, że spełnia on założenia projektowe i przygotować dokumentację wykonanego zadania.
Efekty kształcenia:
- student potrafi zinterpretować specyfikację urządzenia w celu zbudowania go za pomocą dostępnych narzędzi programowych,
- student potrafi efektywnie wykorzystać odpowiednie narzędzia projektowe i symulacyjne,
- student potrafi współpracować w grupie realizując swoją część zadania,
- student potrafi zademonstrować funkcjonalność zbudowanego urządzenia zgodną z zadaną specyfikacją i przygotować dokumentację.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 107 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Przygotowanie do zajęć 28 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 14 godz
Wykonanie projektu 35 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

W ramach laboratorium komputerowego studenci wykonują szereg ćwiczeń, które traktowane są jako niezbędne wprowadzenie do wykonania projektu. W toku zajęć odbywają się dwa krótkie kolokwia sprawdzające postępy studentów w nauce. Kolokwia są ocenianie w skali od 0 do 5. Suma punktów z kolokwiów przeliczana jest na ocenę z ćwiczeń laboratoryjnych OL (wg skali prcentowej zawartej w Regulaminie Studiów).
Ocena z części projektowej zajęć OP wystawiana jest na podstawie sprawozdania (dokumentacji technicznej) sporządzonego przez studenta i dostarczonego w określonym terminie. Ocena ustalana jest w oparciu o procent zrealizowanych założeń projektowych i/lub ocenę niezawodności działania stworzonego urządzenia. Dodatkowo oceniany jest sposób zaprezentowania informacji technicznych zawartych w sprawozdaniu.
Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. W przypadku nie uzyskania zaliczenia w terminie podstawowym student może przystąpić do poprawkowego zaliczenia na warunkach określonych przez prowadzącego zajęcia.
Studenta, który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż 10% zajęć i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne prowadzący zajęcia może pozbawić możliwości zaliczenia poprawkowego.

Ocena końcowa OK z modułu obliczana jest jako średnia ważona oceny z ćwieczeń laboratoryjnych OL i projektu OP:
OK = 0.5 x OP + 0.5 x OL

Uzyskanie pozytywnej oceny (OK) wymaga uzyskania pozytywnych wszystkich ocen cząstkowych (OP, OL).

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość teorii obwodów elektrycznych na poziomie zgodnym z przedmiotem „Teoria obwodów i sygnałów”.
Znajomość podstawowych układów elektronicznych na poziomie zgodnym z przedmiotem „Układy Elektroniczne”.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Dirk Jansen et al.: „The Electronic Design Automation Handbook”
2. Behzad Razavi: „Fundamentals of Microelectronics”
3. Jan M. Rabaey: „Digital Integrated Circuits”
4. Paul R. Gray et al.: „Analysis and Design of Analog Integrated Circuits”

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. M. Firlej, T. Fiutowski, M. Idzik, J. Moroń and K. Świentek: Development of scalable frequency and power Phase-Locked Loop in 130 nm CMOS technology. JINST 9 (2014) C02006
2. M. Firlej, T. Fiutowski, M. Idzik, J. Moroń and K. Świentek: A fast, low-power, 6-bit SAR ADC for readout of strip detectors in the LHCb Upgrade experiment. JINST 9 (2014) P07006
3. M. Firlej, T. Fiutowski, M. Idzik, S. Kulis, J. Moron, K. Swientek: A fast, ultra-low and frequency-scalable power consumption, 10-bit SAR ADC for particle physics detectors. JINST 10 (2015) P11012
4. T. Fiutowski, W. Dąbrowski, S. Koperny, P. Wiącek: Front-end electronics for Micro Pattern Gas Detectors with integrated input protection against discharges. JINST 11 (2016) C01036

Informacje dodatkowe:

I – Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Nieobecność na jednych zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału. Nieobecność na więcej niż jednych zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału i jego zaliczenia w formie i terminie ustalonym przez prowadzącego. Student, który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż 10% zajęć może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości wyrównania zaległości.

II – Zasady zaliczania zajęć:

Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. W przypadku nie uzyskania zaliczenia w terminie podstawowym Student może przystąpić do poprawkowego zaliczenia na warunkach określonych przez prowadzącego zajęcia.
Studenta, który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż 10% zajęć i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne prowadzący zajęcia może pozbawić możliwości zaliczenia poprawkowego.