Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Elektronika
Course of study:
2019/2020
Code:
SENR-1-411-s
Faculty of:
Energy and Fuels
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Energy Engineering
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
prof. zw. dr hab. inż. Kucewicz Wojciech (kucewicz@agh.edu.pl)
Module summary

Zagadnienia z zakresu elektroniki niezbędne inzynierowi

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. ENR1A_K01 Activity during classes,
Execution of laboratory classes
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. Activity during classes,
Involvement in teamwork
Skills: he can
M_U001 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych układów cyfrowych a także dokonać ich weryfikacji. Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
M_U002 Student potrafi projektować cyfrowe układy elektroniczne używając właściwych metod, technik i narzędzi. Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie budowy, zasad działania i parametrów podstawowych układów elektronicznych. Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
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
45 15 0 30 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 odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi sformułować specyfikację dla prostych układów cyfrowych a także dokonać ich weryfikacji. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi projektować cyfrowe układy elektroniczne używając właściwych metod, technik i narzędzi. + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie budowy, zasad działania i parametrów podstawowych układów elektronicznych. + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 105 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 h
Preparation for classes 30 h
Realization of independently performed tasks 30 h
Module content
Lectures (15h):

Wykład realizowany jest wg następującego harmonogramu:
1. Półprzewodniki i półprzewodnikowe elementy elektroniczne – Model pasmowy złącza p-n, diody prostownicze i stabilizacyjne, diody LED i laserowe, fotodiody, tranzystory MOS, tranzystory bipolarne – zasada działania i podstawowe własności.
2. Implementacja funkcji logicznych w układach elektronicznych –prawa algebry Boole’a, mintermy i maxtermy, zapisy funkcji logicznych (tablice prawdy, postać kanoniczna), symbole układów logicznych, wykorzystanie tablic Karnaugh do zapisu funkcji logicznych
3. Układy kombinacyjne- podstawowe zasady projektowania układów kombinacyjnych, inwerter, bramki logiczne, multipleksery i demultipleksery, kodery i dekodery
4. Układy sekwencyjne – podstawowe zasady projektowania układów sekwencyjnych, zatrzaski i zatrzaski bramkowane, przerzutniki flip-flop,
5. Liczniki asynchroniczne i synchroniczne
6. Układy arytmetyczne – sumatory szeregowe i równoległe, Sumator BCD, układy odejmujące, multiplikatory szeregowe i równoległe, komparatory
7. Pamięci ROM, RAM, EPROM, Flash
8. Programowalne i specjalistyczne układy scalone –układy ASIC, układy PLD, układy FPGA
9. Wybrane układy analogowe – wzmacniacz napięciowy, wzmacniacz różnicowy, wzmacniacz operacyjny, lustra prądowe

Laboratory classes (30h):

Laboratorium ma na celu zapoznanie studentów z przykładowymi aplikacjami elektronicznymi oraz metodyką projektowania układów cyfrowych. Podzielone jest na 2 części:
Część pierwsza, realizowana metodą pokazową, zapoznaje studentów z typowymi aplikacjami elektronicznymi:
L1 – Zastosowania mikrokontrolerów
L2 – Przetworniki A/C i CA
L3 – Pomiary wielkości fizycznych z użyciem nowoczesnych urządzeń pomiarowych i komputera

Część druga uczy budowy układów cyfrowych (realizacja zegara cyfrowego oraz wybranych układów logicznych przy użyciu programu DSCH):
P1 – Budowa sterownika do wyświetlacza 7-segmentowego przy użyciu bramek logicznych
P2 – Budowa sterownika do wyświetlacza 7-segmentowego przy użyciu multiplekserów
P3 – Budowa licznika 4 bitowego
P4 – Budowa liczników modulo 10, 6, 2
P5 – Budowa zegara cyfrowego z wyświetlaczami 7-segmentowymi
P6 – Budowa układu komparatora
P7 – Budowa układu sumatora
P8 – Budowa układu mnożącego

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 pozytywnych ocen z laboratorium oraz kolokwium zaliczeniowego z wykładu.
2. Obliczamy średnią ważoną z ocen z laboratorium (50%) i wykładów (50%)
3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności:
if sr>4.75 then OK:=5.0 else
if sr>4.25 then OK:=4.5 else
if sr>3.75 then OK:=4.0 else
if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3

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

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość rachunku różniczkowego i całkowego funkcji jednej i wielu zmiennych.
Znajomość podstaw fizyki ciała stałego.
Znajomość teorii obwodów w zakresie analizy układów elektrycznych

Recommended literature and teaching resources:

1. M. Polowczyk – Elementy i przyrządy półprzewodnikowe – Wyd. WKŁ;
2. S. Kuta – Elementy i układy elektroniczne, cz.1,2 – Wyd. AGH
3. J. Kalita – Podstawy elektroniki Cyfrowej – WKŁ
4. A. Skorupski – Podstawy techniki cyfrowej – WKŁ
5. B. Wilkinson – Układy cyfrowe –Wyd.WKŁ
6. J. Baranowski – Układy i systemy cyfrowe –wyd. WKŁ

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

1. Sebastian GŁĄB, Mateusz BASZCZYK, Piotr DOROSZ, Wojciech KUCEWICZ, Maria SAPOR, et al. – Synthetizable digital library created to facilitate design of SOI detectors in 200 nm SOI technology -International Conference on Signals and Electronic Systems : Poznań, Poland, 11–13 September 2014

2. M. BASZCZYK, P. DOROSZ, S. GŁĄB, W. KUCEWICZ, Ł. MIK – Reduction of silicon photomultipliers thermal generation in self-coincidence system applied in low level light measurements – Bulletin of the Polish Academy of Sciences. vol. 62 no. 3 (2014) s. 505–510

3. P. DOROSZ, M. BASZCZYK, S. GŁĄB, W. KUCEWICZ, L. MIK, M. SAPOR – Silicon photomultiplier’s gain stabilization by bias correction for compensation of the temperature fluctuations – Nuclear Instruments & Methods in Physics Research vol. 718 (2013) s. 202–204.

4. Mateusz BASZCZYK, Piotr DOROSZ, Sebastian GŁĄB, Wojciech KUCEWICZ, Łukasz MIK, Maria SAPOR – Silicon photomultiplier gain compensation algorithm in multidetector measurements – Metrology and Measurement Systems vol. 20 no. 4 (2013) s. 655–666.

5. Rafał Szczypiński, Łukasz MIK, Jerzy Kruk, Mateusz BASZCZYK, Piotr DOROSZ, Sebastian GŁĄB, Dorota G. Pijanowska, Wojciech KUCEWICZ – Fluorescence detection in microfluidics systems — Detekcja fluorescencji w układach mikrofluidycznych – Electrical Review 88 no 10b (2012) s. 88–91.

6. Rafał Mos, Jerzy Barszcz, Marcin JASTRZĄB, Wojciech KUCEWICZ, Janusz MŁYNARCZYK, Elżbieta Raus, Maria SAPOR – Front-end electronics for Silicon Photomultiplier detectors implemented in CMOS VLSI integrated circuit – Electrical Review 86 no 11a (2010) s. 79–83.

Additional information:

None