Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Elektronika współczesna i DSP
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JIS-2-105-SW-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Systemy wbudowane i rekonfigurowalne
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
1
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Idzik Marek (idzik@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. inż. Idzik Marek (idzik@fis.agh.edu.pl)
dr inż. Świentek Krzysztof (swientek@agh.edu.pl)
dr inż. Fiutowski Tomasz (tomasz.fiutowski@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Powyższe zajęcia mają wprowadzić studenta w często obecne we współczesnej elektronice cyfrowe przetwarzanie sygnałów, jak również pokazać studentowi interesujące układy elektroniki współczesnej.

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 podstawy działania podstawowych bloków elektronicznych omawianych na wykładach (DAC, ADC, PLL, DLL, pamięć, zasilacz, etc...) wchodzących w skład urządzeń współczasnej elektroniki (telefon, komputer, kamera,, etc..) IS2A_W01, IS2A_W03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Kolokwium
M_W002 Student zna podstawy cyfrowego przetwarzania sygnałów, a w szczególności filtracji cyfrowej. IS2A_W01, IS2A_W04 Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zaprojektować zadany filtr cyfrowych, wyznaczyć jego charakterystyki oraz sporządzić sprawodzdanie z wykonanego projektu. IS2A_U02, IS2A_U06, IS2A_U04, IS2A_U01 Zaliczenie laboratorium,
Sprawozdanie,
Projekt,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student potrafi przeprowadzić pomiary charakterystyk wybranych układów elektronicznych (DAC, ADC, PLL, DLL, pamięć, zasilacz, etc...) , wyznaczyć podstawowe parametry tych układów oraz sporządzić sprawodzdanie z wykonanych pomiarów IS2A_U02, IS2A_U01 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
Kompetencje społeczne
M_K001 Student umie przedstawić wykonany projekt w sposób komunikatywnej prezentacji. IS2A_K01, IS2A_K03, IS2A_K02 Wykonanie projektu,
Udział w dyskusji,
Odpowiedź ustna
M_K002 Student potrafi pracować w zespole projektowym. Potrafi samodzielnie zdobyć odpowiednią wiedzę i umiejętności niezbędne do realizacji jego części zadania zespołowego. IS2A_K01, IS2A_K02 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Projekt
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 podstawy działania podstawowych bloków elektronicznych omawianych na wykładach (DAC, ADC, PLL, DLL, pamięć, zasilacz, etc...) wchodzących w skład urządzeń współczasnej elektroniki (telefon, komputer, kamera,, etc..) + - + - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawy cyfrowego przetwarzania sygnałów, a w szczególności filtracji cyfrowej. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zaprojektować zadany filtr cyfrowych, wyznaczyć jego charakterystyki oraz sporządzić sprawodzdanie z wykonanego projektu. - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi przeprowadzić pomiary charakterystyk wybranych układów elektronicznych (DAC, ADC, PLL, DLL, pamięć, zasilacz, etc...) , wyznaczyć podstawowe parametry tych układów oraz sporządzić sprawodzdanie z wykonanych pomiarów - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student umie przedstawić wykonany projekt w sposób komunikatywnej prezentacji. - - + - - - - - - - -
M_K002 Student potrafi pracować w zespole projektowym. Potrafi samodzielnie zdobyć odpowiednią wiedzę i umiejętności niezbędne do realizacji jego części zadania zespołowego. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Na pierwszej części wykładu omawiane są elementy cyfrowego przetwarzania sygnałów (DSP), a w szczególności transformata Z oraz filtry typu IIR i FIR. Na drugiej części wykłądu omawiane są wybrane zagadnienia elektroniki współczesnej jak np. projektowanie układów cyfrowych, pamięci półprzewodnikowe, układy PLL, DLL etc.

Ćwiczenia laboratoryjne:
Laboratoria komputerowe i elektroniczne

Zagadnienia poruszane podczas komputerowych ćwiczeń projektowych będą podzbiorem poniższych zagadnień:
1)Kwantyzacja oraz próbkowanie
2)Analiza widmowa sygnałów
3)Cyfrowa filtracja sygnałów (filtry FIR, IIR)
4)Układy numerycznie przestrajanych oscylatorów
5)Układy zmiany częstotliwości próbkowania
6)Układy modulatorów (np. FM,AM)
7)Układy demodulatorów (np. FM,AM)

Zagadnienia pomocnicze:
1)Wprowadzenie do środowiska symulacyjnego Simulink (z pakietu Matlab)

Zagadnienia wykonywane podczas laboratoriów elektronicznych będą podzbiorem poniższych zagadnień:
1)Przetworniki cyfrowo analogowe (DAC)
2)Przetworniki analogowo cyfrowe (ADC)
3) Sekwencyjne układy cyfrowe
4) Układy pętli fazowej PLL
5) Układy modulacji i demodulacji
6) Generatory impulsów

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 132 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Przygotowanie do zajęć 28 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 14 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen z laboratorium DSP (LD), laboratorium elektronicznego (LE) oraz kolokwium zaliczeniowego (KZ), z zagadnień omówionych na wykładzie, a nie objętych na laboratoriach:
OK = 0.5 x LD + 0.25 x LE + 0.25 x KZ
Uzyskanie pozytrywnej oceny (OK) wymaga uzyskania wszystkich pozytywnych ocen cząstkowych (LD, LE, KZ). Każda ocena cząstkowa liczona jest jako średnia ważona z wszystkich terminów.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstawowych układów elektronicznych na poziomie zgodnym z przedmiotem „Układy elektroniczne”

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

R.G. Lyons, Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów
Rabaey J. M., Digital Integrated Circuits.
Tietze U., Schenk Ch., Układy półprzewodnikowe (wydanie czwarte)

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

C. Abellan Beteta, S. Bugiel, R. Dasgupta, M. Firlej, T. Fiutowski, M. Idzik, C. Kane, J. Moron, K. Swientek, J. Wang, 8-channel prototype of SALT readout ASIC for Upstream Tracker in the upgraded LHCb experiment, JINST 12 (2017) C02007

S. Bugiel, R. Dasgupta, M. Firlej, T. Fiutowski, M. Idzik, M. Kopeć, J. Moroń, K. Świentek, Ultra-Low Power Fast Multi-Channel 10-Bit ADC ASIC for Readout of Particle Physics Detectors, IEEE Transactions on Nuclear Science, vol 63, no 5 pp. 2622-2631

Sz. Bugiel, R. Dasgupta, M. Firlej, T. Fiutowski, M. Idzik, M. Kuczynska, J. Moron, K. Swientek, T. Szumlak, SALT, a dedicated readout chip for high precision tracking silicon strip detectors at the LHCb Upgrade, JINST 11 (2016) C02028M

D. Przyborowski, T. Fiutowski, M. Idzik, M. Kajetanowicz, G. Korcyl, P. Salabura, J. Smyrski, P. Strzempek, K. Swientek, P. Terlecki, J. Tokarz, Development of a dedicated front-end electronics for straw tube trackers in the PANDA experiment, Journal of Instrumentation, JINST 11 P08009 2016

M. Firlej, T. Fiutowski, M. Idzik, J. Moron, K. Swientek, Development of a low power Delay-Locked Loop in two 130 nm CMOS technologies, JINST 11 (2016) C02027

Firlej, T Fiutowski, M Idzik, J Moron, K Swientek, A wide range ultra-low power Phase-Locked Loop with automatic frequency setting in 130 nm CMOS technology for data serialisation, JINST 10 (2015)P12015, 1-16

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

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, Journal of Instrumentation, JINST 9 C02006, February 2014

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, Journal of Instrumentation, JINST 9 P07006, July 2014

M. Firlej, T. Fiutowski, M. Idzik, J. Moron, K. Swientek, A fast, low-power, multichannel 6-bit ADC ASIC with data serialisation, Proceedings of Science by SISSA, PoS(TIPP2014)

D. Przyborowski, M. Idzik, Development of Low-Power Small-Area L-2L CMOS DACs for multichannel readout systems, Journal of Instrumentation, JINST 7 C01026, January 2012

J Moron, M Firlej, M Idzik, Development of low power Phase-Locked Loop (PLL) and PLL-based transceiver, Journal of Instrumentation, JINST 7 C01099, January 2012

Sz. Kulis, A. Matoga, M. Idzik, K. Świentek, T. Fiutowski, D. Przyborowski, A general purpose multichannel readout system for radiation detectors, Journal of Instrumentation, JINST 7 T01004, January 2012

M. Idzik, K. Świentek, T. Fiutowski, S. Kulis, D. Przyborowski, A 10-bit Multichannel Digitizer ASIC for Detectors in Particle Physics Experiments, IEEE Transaction on Nuclear Science, vol. 59, no 2, pp. 294-302, 2012

Sz. Kulis, M. Idzik, Triggerless Readout with Time and Amplitude Reconstruction of Event Based on Deconvolution Algorithm, Acta Physica Polonica B, Proceedings Supplement, Vol. 4, No. 1 p.49-58, 2011

J. Moroń, M. Firlej, M. Idzik, Development of Fast Transceiver for Serial Data Transmission in Luminosity Detector at Future Linear Collider, Acta Physica Polonica B, Proceedings Supplement, Vol. 4, No. 1 p.41-48, 2011

M. Idzik, K. Swientek, T. Fiutowski, S. Kulis, P. Ambalathankandy, A power scalable 10-bit pipeline ADC for Luminosity Detector at ILC, JINST 6 P01004 2011

M Idzik, K Swientek, Sz. Kulis, Development of pipeline ADC for the Luminosity Detector at ILC, JINST 5 P04006 2010

D. Przyborowski, M. Idzik, A 10-bit Low-Power Small-Area High-Swing CMOS DAC, IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. 57, No 1, pp 292-299, 2010

M. Idzik, Sz. Kulis, D. Przyborowski, Development of front-end electronics for the luminoisty detector at ILC, Nucl. Instr. and Meth. A 608 (2009) pp.169-174

P. Gryboś, M. Idzik, P. Maj, Noise optimization of charge amplifiers with MOS input transistors operating in moderate inversion region for short peaking times, IEEE Transactions on Nuclear Science (2007) vol. 54 no. 3, 555–560

P. Grybos, M. Idzik, A. Skoczen, Design of low noise charge amplifier in sub-micron technology for fast shaping time, Analog Integr Circ S 49 (2): 107-114 Nov 2006

Informacje dodatkowe:

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

zajęcia laboratoryjne, komputerowe, projektowe, seminaryjne:
Nieobecność na jednych zajęciach laboratoryjnych 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 pisemnej w wyznaczonym przez prowadzącego terminie, lecz nie później jak w ostatnim tygodniu trwania zajęć.
Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż 10% zajęć i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości wyrównania zaległości.

Obecność na wykładzie: zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

II – Zasady zaliczania zajęć:

zajęcia laboratoryjne, komputerowe, projektowe: Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może przystąpić do poprawkowego zaliczenia.
Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż 10% zajęć i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości poprawkowego zaliczania zajęć.