Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Analogue Electronic Circuits 2
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
IETE-1-411-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Electronics and Telecommunications
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Machowski Witold (witold.machowski@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Course presents basic issues and prepares the student to analyze and design of simple analog circuits used in ICT applications.

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 knows basic bipolar and CMOS circuit implementations of most important functional blocks ETE1A_W08, ETE1A_W16 Egzamin
M_W002 Student knows principles of analysis and design of analog electronic circuits ETE1A_W13, ETE1A_W05 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student can design analog electronic circuit using appropriate methods, techniques and tools. ETE1A_U13 Kolokwium
M_U002 Student can utilize circuit implementations of analog blocks with taking into account performance and non-technical (eg. costs) issues. ETE1A_U08 Kolokwium
M_U003 Student is able to formulate design specification for simple electronic systems and subsequently verify it. ETE1A_U12 Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student understands the necessity and knows possibilities of lifelong learning and improving the professional competencies and qualifications ETE1A_K01 Kolokwium
M_K002 Student is aware of the importance of non-technical aspects and consequences of his/her activity as an electronic engineer including responsibility for possible impact on environment ETE1A_K02 Kolokwium
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 24 0 15 9 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 knows basic bipolar and CMOS circuit implementations of most important functional blocks + - + - - - - - - - -
M_W002 Student knows principles of analysis and design of analog electronic circuits + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student can design analog electronic circuit using appropriate methods, techniques and tools. + - + + - - - - - - -
M_U002 Student can utilize circuit implementations of analog blocks with taking into account performance and non-technical (eg. costs) issues. + - + + - - - - - - -
M_U003 Student is able to formulate design specification for simple electronic systems and subsequently verify it. + - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student understands the necessity and knows possibilities of lifelong learning and improving the professional competencies and qualifications + - + + - - - - - - -
M_K002 Student is aware of the importance of non-technical aspects and consequences of his/her activity as an electronic engineer including responsibility for possible impact on environment + - + + - - - - - - -
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
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 77 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (24h):
Module comprises lectures (30 hr) and laboratory exercises (30 hr)

Lectures
1.Nonlinear application of operational amplifier – 4 hours
Classification and methods of non-linear functions generation. Analogue multipliers: width modulated rectangular pulses and amplitude, using a logarithmic and exponential operation, using differential circuits with variable transconductance. Gilbert cell. Logarithmic and exponential circuits. Comparators. Static characteristic comparing circuits. Open-loop comparators. Latch-up comparators. A two-stage comparator with preamplifier, tracking and hold circuit. Comparators with hysteresis.

2. Analogue and digital telecommunications systems – 2 hours.
Block diagram and its function. The concepts of modulation and demodulation. The main advantages of the transmission using modulation signals. Digital modulation: band, baseband.

3.AM modulation AM – 4 h.
Elementary theory of AM. Mid-band analogue modulation. Modulating functions. The spectrum of the modulated signal. Keying modulators. Modulator with asymmetric keying with MOSFET transistor. Modulation AM SSB SC. Ring (circular) modulator. Quadrature modulator. AM detectors. Diode detectors. Linear detector. Square detector. Peak detector. Synchronous keying demodulator. Synchronous demodulator with transconductance double-balanced circuit.

4. Frequency and phase modulation and demodulation of – 4 hours
Elementary theory of FM modulation. Angle Modulation: FM and AM. Deviations of phase and frequency in FM and AM modulations. AM spectrum. Phase and frequency deviation for sinusoidal signal modulation. FM spectrum. Narrowband FM. PM – phase modulation of sinusoidal signal. The sensitivity of the FM signal to interference and noise. Indirect FM and PM modulators. Direct FM modulator. Reactance elements. Quadrature modulator PM. Armstrong modulator. Signal detection: FM frequency discriminators, Phase discriminator (Foster – Seeley). FM quadrature detector. FM coincidence demodulator.

5. Sinusoidal oscillators – 4 hours
Terms of vibration generation. LC generators with negative resistance elements. Loopback generators. Generators: Colpitts, Hartley and Clapp – Meissner. Linear and nonlinear frequency correction. Quartz generators. RC generators with feedback – the Wien bridge and double TT crosses.

6.Phase Locked Loop PLL – 4 hours
Principle of operation. Loop properties in the synchronization state. The linear model of phase-locked loop. Influence of the filter transmittance for tracking properties of the loop. Phase-locked loop model. PLL synchronization processes. The phase detector. Phase-frequency detector – PFD. Tunable voltage generators – VCO. Generators VCO in NMOS and CMOS technologies. Examples of PLL chip. Examples of phase-locked loop applications. Loop the rope delay DLL

7.Frequency Mixers -4 hours
The principle of an ideal mixer. Transformation using the multiplier. The signal spectrum. Mirror signals. Diode mixers. Balanced mixer. Circular mixer. Transistor mixers. Double balanced mixer circuit (Gilbert).

8.Power amplifiers-3 hours
Specific problems of power amplifiers. Heat dissipation of the power transistor. Classes of amplifiers. Power amplifiers class A – transformer-coupled amplifier. Push-pull amplifiers classes B and AB. Characteristics of transient and harmonic distortion. Circuit solutions of class AB amplifiers. The principle of work and the general properties of Class D amplifiers. Work and the general principle of resonance a class C power amplifier. Amplifiers Class D and Class E.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):
Laboratory

1. The design and performance measurements of the LC and quartz generator – 3 hours.
2. The design and parameter measurements of selected non-linear operational amplifier applications – 3 hours.
3. Design and measurements of multipliers selected applications – 3 hours.
4. Measurement of parameters and characteristics of the VCO and PLL generator – 3 hours.
5. Design and measurement of frequency and amplitude modulation and demodulation circuits – 6
6. Design and measurement of mixer frequency – 3
7. Practical test – individual performance by each student performed a fragment of one of the laboratory – 3 hours.

Ćwiczenia projektowe (9h):
-
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 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.
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Auditory class: the evaluation is made by the class instructor and based on participant’s activity during the class (10%), two partial tests (up to 80%) and homeworks (10%)
To be admitted to re-take assesment the student must take part in at least 70% of class meetings.

Laboratory class: it is necessary to complete all the topics provided by the schedule and pass the final practical test involving elements of measurement procedures for all subjects provided. Sudent may be not admitted to run the exercise when lab instructor discovers extreme student’s ignorance concerning the exercise subject of lab manual. This results whith the consequences as for the class absence. Exercise is considered done after presenting the written report or discussion the results with the insteructor. Report’s grade may be lowered for late presentation. To be considered as on-time report should be presented during subsequent class meeting. To be admitted for re-take of practical test student must have clean record – all reports time and without being unprepared to eny exercise. Grade results from class activity, writtten reports and tests.

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 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.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Final grade will be issued after successful assesment of both discussion and laboratory class as well as passing the final exam. The final grade is weighted sum of lab class assesment (20%), project assesment (20%) final exam (50%) and lecture quizzes (10%)

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

Lab class. All exercise subject must be executed and reported. Lab instuctor determines the timeslots for substitution.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Background in basic electronic circuits – Analogue Electronic Circuits 1- IETE-1-306-s or equivalent

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

B. Razavi Fundamentals of Microelectronics, Willey, 2008
A. Sedra, K.C. Smith, Microelectronic Circuits, Oxford UP 2010
R. Jaeger, T. Blalock, Microelectronic Circuit Design,McGraw Hill 2003
A. Agarwal, J.H Lang, Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits, Elsevier 2005

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

https://www.bpp.agh.edu.pl/autor/machowski-witold-01217
https://www.bpp.agh.edu.pl/autor/kolodziej-jacek-03935

Informacje dodatkowe:

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