Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Analog electronic circuits 2
Course of study:
2019/2020
Code:
IETP-1-404-n
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
Krajewski Grzegorz (krajewsk@agh.edu.pl)
Module summary

Zadaniem modułu analogowych układów elektronicznych jest nauczenie studentów analizy, projektowania i pomiarów podstawowych układów elektronicznych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych ETP1A_K01 Participation in competitions and festivals of science and technology, promotion of a faculty, the University
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 ETP1A_K02 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Student potrafi projektować analogowe układy elektroniczne używając właściwych metod, technik i narzędzi ETP1A_U13 Test
M_U002 Student potrafi zastosować rozwiązania układowe układów elektronicznych, biorąc pod uwagę kryteria użytkowe i ekonomiczne ETP1A_U08 Test
M_U003 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych systemów elektronicznych a także dokonać ich weryfikacji ETP1A_U12 Test
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna podstawowe rozwiązania układowe w technologii bipolarnej i CMOS typowych bloków funkcjonalnych ETP1A_W08, ETP1A_W16 Examination
M_W002 Student zna zasady projektowania i analizy analogowych układów elektronicznych ETP1A_W05, ETP1A_W13 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 16 0 14 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
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 + - + - - - - - - - -
Skills
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 - - + - - - - - - - -
Knowledge
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 + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 100 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 h
Preparation for classes 23 h
Realization of independently performed tasks 47 h
Module content
Lectures (16h):

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (16 godzin) oraz ćwiczeń laboratoryjnych (16 godzin).

Wykłady
1. Generatory drgań sinusoidalnych – Warunki generacji drgań układów 3-punktowych. Rodzaje generatorów. Poprawka liniowa i nieliniowa częstotliwości. Rodzaje wzbudzenia. Generatory kwarcowe. Generatory RC ze sprzężeniem zwrotnym. Przykłady rozwiązań układów generatorów RC.

2. Nieliniowe układy operacyjne – Klasyfikacja i metody generacji funkcji nieliniowych. Wybrane rodzaje analogowych układów mnożących. Układy kształtujące funkcje przedziałami prostoliniowe. Komparatory.

3. Pętla synchronizacji fazowej PLL – Zasada działania. Właściwości pętli w stanie synchronizacji. Liniowy model pętli fazowej. Wpływ transmitancji filtru na właściwości śledzące pętli. Proces synchronizacji pętli. Scalone pętle fazowe. Detektor fazy. Generatory przestrajane napięciem – VCO. Przykłady realizacji układu scalonego PLL. Wybrane przykłady zastosowań pętli fazowej.

4. Modulacja i demodulacja amplitudy – Pojęcia operacji modulacji i demodulacji. Podstawowe zalety stosowania modulacji przy przekazie sygnałów. Elementarna teoria modulacji AM. Modulacje analogowe. Widmo sygnału zmodulowanego. Zagadnienia mocowe. Modulatory i demodulatory AM -podstawowe rozwiązania układowe – zasada działania oraz podstawowe właściwości.

5. Modulacja i demodulacja częstotliwości i fazy – Elementarna teoria modulacji 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.

6. Przemiana częstotliwości. Mieszacze – Zasada działania idealnego mieszacza. Przemiana z zastosowaniem układu mnożącego. Widmo przemiany częstotliwości. Sygnały lustrzane. Mieszanie iloczynowe. Mieszacz zrównoważony. Mieszacz podwójnie zrównoważony. Zasady działania praktycznych układów mieszaczy.

Laboratory classes (14h):

Ćwiczenia laboratoryjne
1.Projekt oraz pomiary parametrów stabilizatorów napięcia o działaniu ciągłym – 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 – 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 oraz pomiary parametrów generatora LC i kwarcowego – Projekty układów pomiarowych i przy ich wykorzystaniu pomiary charakterystyki generatora z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego, charakterystyki polaryzacji i wpływu obciążenia na nie oraz parametry generatora z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego. Badanie miękkiego i twardego wzbudzenia generator.

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.

5.Projekt i pomiary parametrów układu modulatora FM zbudowanego w oparciu o VCO.

6.Projekt i pomiary parametrów układu demodulatora FM zbudowanego w oparciu o PLL.

7.Sprawdzian praktyczny – samodzielne wykonanie przez każdego studenta fragmentu jednego z wykonywanych ćwiczeń laboratoryjnych.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz egzaminu.
2. Obliczamy średnią arytmetyczną pozytywnych ocen z laboratorium oraz egzaminu.
3. Obliczona średnia jest zaokrąglana zgodnie z zasadami podanymi w Regulaminie Studiów AGH.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Prerequisites and additional requirements:

· 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

Recommended literature and teaching resources:

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

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

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Kuta St., Krajewski G., Jasielski J.: „Układy elektroniczne cz. I i cz. II”, Wyd. AGH, Kraków 1994, 1995.

Additional information:

None