Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Circuits Theory 2
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
IETE-1-204-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Electronics and Telecommunications
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Rydosz Artur (rydosz@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Student possesses systematic knowledge in the field of electric circuits theory, including periodic and transient states in linear electric circuits.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student understands the basic theorems and has thorough knowledge in the field of electric circuits theory. ETE1A_W07 Egzamin,
Kolokwium
M_W002 Student knows mathematical methods necessary in description and analysis of electric circuits performance, such as complex numbers, derivatives, integrals. ETE1A_W01 Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student can use known methods and mathematical models in analysis of electrical and electronic circuits. ETE1A_U06 Egzamin,
Kolokwium
M_U002 Student can both analyze and synthesize simple signal processing circuits in time and frequency domain. ETE1A_U07 Egzamin,
Kolokwium
M_U003 Student can evaluate the usability of methods and tools applied for solving of simple engineer tasks and to choose and use the proper methods and tools for analysis and synthesize the electronic circuits in DC/AC states. ETE1A_U10 Egzamin,
Kolokwium
M_U004 Student can design a simple electrical circuit and analyze it, eg low-pass / high-pass filter. ETE1A_U02, ETE1A_U04, ETE1A_U03 Projekt
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student understands the need for constant development and upgrading his/her professional skills. ETE1A_K01 Aktywność na zajęciach
M_K002 Student is aware of the importance of professional ethics and respect for variety of beliefs and cultures. ETE1A_K03 Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
48 20 14 14 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student understands the basic theorems and has thorough knowledge in the field of electric circuits theory. + + + - - - - - - - -
M_W002 Student knows mathematical methods necessary in description and analysis of electric circuits performance, such as complex numbers, derivatives, integrals. + + + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student can use known methods and mathematical models in analysis of electrical and electronic circuits. + + + - - - - - - - -
M_U002 Student can both analyze and synthesize simple signal processing circuits in time and frequency domain. + + + - - - - - - - -
M_U003 Student can evaluate the usability of methods and tools applied for solving of simple engineer tasks and to choose and use the proper methods and tools for analysis and synthesize the electronic circuits in DC/AC states. + + + - - - - - - - -
M_U004 Student can design a simple electrical circuit and analyze it, eg low-pass / high-pass filter. - - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student understands the need for constant development and upgrading his/her professional skills. + + + - - - - - - - -
M_K002 Student is aware of the importance of professional ethics and respect for variety of beliefs and cultures. + + + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 48 godz
Przygotowanie do zajęć 26 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 51 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (20h):

Lectures and recitation classes.

Lecture topics. Detailed description of topic groups.

1. Periodic current circuits

Transforming periodic signal into the Fourier series. Spectrum of a periodic signal. Analysis of the periodic current circuits. Power in periodic current circuits.

2. Transient states in linear electric circuits

Commutation. Transient states in first order circuits. Transient states in circuits of higher order. Classic method of first order circuits analysis. Laplace’s transform. Operational method of transient states analysis. Impedance and admitance of two-port. Elements equations in operational domain. Dirac distribution. Electric circuits description using state equations. State equations solving in time domain and in complex domain.

3. Four-ports

Terminal equations of four-port. Matrix notation of four-port equations. Characteristic parameters interpretation. Equivalent schematic diagrams of four-port. Four-port working parameters. Reciprocal four-ports. Symmetrical four-ports. Four-ports having three-port structure. Four-ports connection. Wave description of four-port.

4. Transmission properties of linear circuits

Four-port as a transmission circuit. Transfer function. Characteristics in time domain. Transmission circuit stability. Stability criteria. Characteristics in frequency domain. Asymptotic characteristics. Approximation: Butterworth’s approximation and Chebyschev’s approximation.

5. Nonlinear circuits

Analysis methods of nolinear resistive direct current circuits. Nonlinear elements in periodic current circuits.
Small-signal analysis. Transient analysis of nonlinear-circuits.

6. Transmission lines

Transmission line equations. Description of a transmission line in sinusoidal steady-state. Wave parameters of transmission line. Transmission line analysis with arbitrary excitation.

7. Homeworks
After each topic students will receive homeworks and results will be verified on classes. The homeworks will be marked.

8. Additional information (supplementary materials and more examples) will be provided in the moodle for self-studying.

Ćwiczenia audytoryjne (14h):

Classes will cover several topics:

1. Transforming exemplary periodic signals into Fourier series.
2. Examples of periodic current circuits.
3. Transient analysis of the first order circuits with the use of classic method. Transient analysis using operational method.
4. Computing of four-ports characteristic matrices and wave parameters.
5. Determining of transfer function, characteristics in time and frequency domain and examining of simple transmission circuits stability.
6. Nonlinear resistive circuits analysis.
7. Dynamic state analysis of nonlinear circuits. Analysis of circuits with transmission lines.
8. Homeworks – the task will be discussed on the classes.
9. Project – students will prepare a project: simulations or hardware developing. Both solutions will be verified on laboratory classes to check the obtained results.

Ćwiczenia laboratoryjne (14h):

Laboratory will cover several topics:

1. Experimental verification of AC circuits with sinusoidal excitation. Vector measurements of currents and voltages in circuits for examining the known methods of circuits analysis.

2. Examination of RLC circuits under impulse excitation. Circuits measurements: differentiator, integrator, resonator. Observation of the second order response for different values of characteristic resistance.

3. Measurements of two-port parameters of the chosen two-port networks and their connections: series, parallel and cascade.

4. Measurements of spectra of periodical signals. Determining spectra on the basis of the time domain measurements.

5. Measurements of frequency characteristics of basic circuits. Calculation and experimental verification of the transfer function for chosen circuits: differentiator, integrator, resonator and complex two-ports.

6. Verifying the project solutions: simulations results or hardware developments, e.g. filter design, frequency mixers, power/current/voltage dividers, amplifiers.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. The final mark will be obtained only if the exam will be passed.

2. Final grade is computed as an average value of grades received from all exams that student has entered.

If the average grade is equal to 2.0, student receives 2.0 as a final grade.

If the average grade is in interval (2.0, 3.0], student receives 3.0 as a final grade.

If the average grade is in interval (3.0, 3.5], student receives 3.5 as a final grade.

If the average grade is in interval (3.5, 4.0], student receives 4.0 as a final grade.

If the average grade is in interval (4.0, 4.5], student receives 4.5 as a final grade.

3. The requirement for examination entering is receiving positive grade from the classes and laboratory.

4. Grade from classes is given on the basis of written tests, homeworks and projekt which verify student’s ability of solving the tasks presented in lectures and classes and laboratory.

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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Knowledge of linear direct and sinusoidal current circuits analysis methods. Usefull basic informations related to Fourier series, Laplace’s transform, Fourier transform and differential equations

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Rutkowski J. Circuits Theory, Silesian University of Technology, Gliwice 2006
Osiowski J., Szabatin J.: Podstawy teorii obwodów, tom 1-3, WNT, Warszawa 2001.
Bolkowski S.: Teoria obwodów elektrycznych, WNT, Warszawa 2009.
Osowski S., Siwek K., Śmiałek M.: Teoria obwodów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2006.
Chua L.O., Desoer C.A., Kuh E.S.: Linear and nonlinear circuits, Mc Grew-Hill, New York, 1987.
John Birds, Electrical Circuit Theory and Technology
Omar Wing, Classical Circuit Theory
Basic circuit theory / Charles A. Desoer and Ernest S. Kuh, New York : McGraw-Hill Book Company, 1969.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Three-beam microstrip antenna arrays fed by 3 × 3 Butler matrix / Izabela SŁOMIAN, Artur RYDOSZ, Sławomir GRUSZCZYŃSKI, Krzysztof WINCZA // W: MAPE 2017 : 7\textsuperscript{th} IEEE international symposium on Microwave, Antenna, Propagation, and EMC technologies : 24-27 October, Xi’an, China / ed. Yinghong Wen. — [Piscataway] : IEEE, cop. 2017. — W WoS ISBN: 978-1-5090-5929-4. — ISBN: 978-1-5090-5928-7. — S. 9–12. — Bibliogr. s. 12, Abstr.. — tekst: https://goo.gl/s8Sb1z
2. Six-port microwave system for volatile organic compounds detection / Kamil STASZEK, Artur RYDOSZ, Erwin Maciak, Krzysztof WINCZA, Sławomir GRUSZCZYŃSKI // Sensors and Actuators ; ISSN 0925-4005. B. Chemical ; ISSN 0925-4005. — 2017 vol. 245, s. 882–894. — Bibliogr. s. 892–894, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2017-02-06. — tekst: https://goo.gl/M6X6YW
3. Układ pomiarowy matrycy rezystywnych sensorów gazu — [Measurement system for resistive metal oxide sensors matrix] / Piotr Róg, Artur RYDOSZ, Andrzej BRUDNIK // W: ELTE’2016 : technologia elektronowa : XII konferencja naukowa : Wisła, 11–14 września 2016 : program konferencji. — [Polska : s. n.], 2016. — S. 23. — Pełny tekst na dysku Flash. — S. [1–2]. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 2. — Afiliacja autorów: Akademia Górniczo-Hutnicza
4. Two-dimensional beamwidth broadening of microstrip antenna arrays / Izabela SŁOMIAN, Sławomir GRUSZCZYŃSKI, Krzysztof WINCZA, Artur RYDOSZ // W: AP-S/URSI 2016 [Dokument elektroniczny] : IEEE AP-S symposium on Antennas and Propagation and URSI CNC/USNC joint meeting : June 26–July 1, 2016, Fajardo, Puerto Rico. — Wersja do Windows. — Dane tekstowe. — [Piscataway] : IEEE, cop. 2016. — Dysk Flash. — Dod. e-ISBN: 978-1-5090-2851-1 ; w WoS ISBN: 978-1-5090-2886-3. — e-ISBN: 978-1-5090-2885-6. — S. 905–906. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 906, Abstr.. — Publ. w cz.: AP-S Paper
5. Suspended-strip-coaxial line impedance-transforming directional coupler / Sławomir GRUSZCZYŃSKI, Artur RYDOSZ, Krzysztof WINCZA // W: 2016 IEEE ANDESCON [Dokument elektroniczny] : Arequipa, Peru, 19–21 October 2016 : proceedings / ed. by IEEE Peru Section. — Wersja do Windows. — Dane tekstowe. — Piscataway : IEEE, cop. 2016. — Dod. ISBN 978-1-590-2532-9. — e-ISBN: 978-1-5090-2531-2. — S. [1–4]. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 4, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2017-02-02. — tekst: https://goo.gl/9xQZXK
6. Octave-band aperture-stakced microstrip antenna element for wideband antenna arrays / Krzysztof WINCZA, Sławomir GRUSZCZYŃSKI, Artur RYDOSZ, Izabela SŁOMIAN // W: AP-S/URSI 2016 [Dokument elektroniczny] : IEEE AP-S symposium on Antennas and Propagation and URSI CNC/USNC joint meeting : June 26–July 1, 2016, Fajardo, Puerto Rico. — Wersja do Windows. — Dane tekstowe. — [Piscataway] : IEEE, cop. 2016. — Dysk Flash. — Dod. e-ISBN: 978-1-5090-2851-1 ; w WoS ISBN: 978-1-5090-2886-3. — e-ISBN: 978-1-5090-2885-6. — S. 1579–1580. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 1580, Abstr.. — Publ. w cz.: AP-S Paper

Informacje dodatkowe:

The student can use the learned methods and theorems in other classes, i.e. Electronic Devices, Electronic Metrology.

Classes are conducted using innovative teaching methods developed during 2017-2019 in the POWR.03.04.00-00-D002/16 project, carried out by the Faculty of Computer Science, Electronics and Telecommunications under the Smart Growth Operational Programme 2014-2020

The staff has improved communications skills, which have been developed during English language trainings in the POWR.03.04.00-00-D002/16 project, carried out by the Faculty of Computer Science, Electronics and Telecommunications under the Smart Growth Operational Programme 2014-2020.