2012_Uklady analogowe s2_p1
Transkrypt
2012_Uklady analogowe s2_p1
Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 1 z 1 KARTA PRZEDMIOTU (pieczęć wydziału) 1. Nazwa przedmiotu: UKŁADY ANALOGOWE 2. Kod przedmiotu:UA 3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/2013 4. Forma kształcenia: studia drugiego stopnia 5. Forma studiów: studia stacjonarne 6. Kierunek studiów: ELEKTRONIKA I TELEKOMUNIKACJA (WYDZIAŁ AEII) 7. Profil studiów: ogólnoakademicki 8. Specjalność: APARATURA ELEKTRONICZNA 9. Semestr: 2 10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Elektroniki, RAu3 11. Prowadzący przedmiot: dr inż. Jerzy Fiołka 12. Przynależność do grupy przedmiotów: przedmioty specjalnościowe 13. Status przedmiotu: obowiązkowy 14. Język prowadzenia zajęć: polski 15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: Zakłada się, że przed rozpoczęciem nauki niniejszego przedmiotu student posiada przygotowanie w zakresie: Podstaw Elektrotechniki, Elementów Elektronicznych, Układów Analogowych, Projektowania Układów Analogowych 16. Cel przedmiotu: Przedmiot jest kontynuacją i rozszerzeniem przedmiotu Układy Analogowe I i II realizowanego w ramach studiów I stopnia. Ponadto, stanowi on uzupełnienie wiadomości dla treści przekazywanych na przedmiocie Projektowanie Układów Analogowych. Celem przedmiotu jest przedstawienie kolejnej grupy zagadnień z obszaru elektroniki analogowej, ze szczególnym ukierunkowaniem na współczesne, zaawansowane rozwiązania. Dobór tematów stanowi odpowiedź na potrzeby rozwijających się obecnie trendów w dziedzinie projektowania układów analogowych. 17. Efekty kształcenia:1 Nr W1 W2 U1 U2 K1 Opis efektu kształcenia Zna podstawowe metody opisu, projektowania i analizy układów analogowych Ma podstawową wiedzę o wzmacniaczach operacyjnych i ich zastosowaniach, układach z przełączanymi pojemnościami, pętli PLL, układach bezpośredniej syntezy częstotliwości Potrafi zmierzyć charakterystyki stałoprądowe, czasowe oraz częstotliwościowe układów Potrafi przeprowadzić pomiary i eksperymenty służące do praktycznego sprawdzenia zasad działania badanego układu Potrafi pracować w zespole Metoda sprawdzenia efektu kształcenia 1 L. :15 należy wskazać ok. 5 – 8 efektów kształcenia Odniesienie do efektów dla kierunku studiów Egzamin Wykład Egzamin Wykład Wykonanie ćw. lab, kolokwium Wykonanie ćw. lab, kolokwium Laboratorium K2_U09 Wykonanie ćw. lab 18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin) W.: 15 Forma prowadzenia zajęć K2_W01, K2_W07 K2_W01, K2_W07, K2_W11 Laboratorium K2_U09 K2_U10 Laboratorium K2_K01 Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 2 z 2 19. Treści kształcenia: Wykład. 1. Układy z przełączanymi pojemnościami: Wprowadzenie, historia rozwoju. Definicja układu SC. Zasada działania rezystora SC. Klasyczne struktury rezystorów SC. Sterowanie kluczami. Przykład analizy: rezystor szeregowy, biliniowy. Symulacje komputerowe: rezystor równoległy, filtr dolnoprzepustowy. Przedstawienie różnych metod analizy układów SC. Przykłady analizy integratora oraz jego symulacja, porównanie wyników. Analiza działania układów SC w dziedzinie częstotliwości. Zastosowania układów SC. Podsumowanie. Przegląd wybranych układów scalonych wykonanych w technice SC. 2. Wzmacniacze operacyjne: Wprowadzenie, historia rozwoju. Rodzaje wzmacniaczy operacyjnych. Idealny wzmacniacz napięciowy, podstawowe konfiguracje. Parametry rzeczywistego wzmacniacza napięciowego, przykładowe wartości. Wzmacniacz operacyjny napięciowy (rzeczywisty) – analiza układów. Omówienie struktury wewnętrznej układu na przykładzie ua741. Ograniczenia strukturalne wzmacniacza napięciowego. Omówienie wybranych układów scalonych. 3. Wzmacniacz transimpendacyjny (CFA): idea, cechy, opis działania. Omówienie struktury wewnętrznej. Metody analizy układów ze wzmacniaczami CFA. Podstawowe konfiguracje, wyprowadzenie podstawowych zależności. Uwagi praktyczne dotyczące konstruowania układów wykorzystujących wzmacniacze CFA. Parametry rzeczywistego wzmacniacza CFA, przykładowe wartości. Zastosowania. Podsumowanie. Omówienie wybranych układów scalonych. Wzmacniacz transkonduktancyjny (OTA): Uproszczony schemat wzmacniacza. Przykładowe parametry. Analiza układów ze wzmacniaczami OTA. Typowe zastosowania. Omówienie wybranych układów scalonych. 4. Źródła sterowane i konwertery impedancji: Rodzaje źródeł sterowanych. Źródło napięcia sterowane napięciem (VCVS): źródło idealne, przykłady realizacji, źródło rzeczywiste. Źródło napięcia sterowane prądem (CCVS): źródło idealne, przykłady realizacji, źródło rzeczywiste. Źródło prądu sterowane napięciem (VCCS): źródło idealne, przykłady realizacji, źródło rzeczywiste. Źródło prądu sterowane prądem (CCCS): źródło idealne, przykłady realizacji, źródło rzeczywiste. Konwertery impedancji. Konwerter ujemnoimpedancyjny: podział, przykłady realizacji, analiza. Uogólniony konwerter impedancji. Żyrator: opis działania, podstawowe równania, praktyczna realizacja. Zastosowania. 5. Pętla sprzężenia fazowego: Wprowadzenie, historia rozwoju. Rodzaje pętli fazowych. Podstawowe pojęcia: pulsacja i częstotliwość chwilowa. Schemat układu PLL. Zasada działania. Równania pętli. Pętla w stanie synchronizacji. Zakres chwytania i trzymania pętli. Filtry pętlowe, przykładowe realizacje. Generator przestrajany napięciem, przykładowe realizacje. Detektor fazy, przykładowe realizacje. Zastosowania pętli: generatory stabilizowane kwarcem, powielacz częstotliwości, dodawanie częstotliwości, modulacja fazy, demodulacja FM i AM. 6. Bezpośrednia synteza częstotliwości: Wprowadzenie, historia rozwoju. Zasada działania. Generator sterowany numerycznie. Bezpośrednia synteza częstotliwości: schemat układu DDS, koło fazowe, podstawowe równania i ich interpretacja. Możliwości układów DDS, przykładowe zastosowania. Filtr wyjściowy, opis działania filtru w dziedzinie częstotliwości. Sposób dołączania obciążenia do wyjścia. Błędy przetwarzania i ich źródła. Podsumowanie. Omówienie wybranych układów scalonych. 7. Projektowanie układów mixed-signal – wybrane zagadnienia: Zagadnienia: Cyfrowe i analogowe przetwarzanie sygnałów. Zjawisko aliasingu, filtr antyaliasingowy: charakterystyka częstotliwościowa, dobór rzędu filtru, realizacje praktyczne. Próbkowanie zwykłe i nadpróbkowanie. Kondycjonowanie sygnału wejściowego. Zakres dynamiki sygnału, przykładowe wartości. Rozdzielczość przetwarzania. Przetworniki A/C: metody przetwarzania, rodzaje przetworników, podstawowe parametry, charakterystyka przetwarzania, błędy statyczne i dynamiczne. Dołączanie źródła sygnału wejściowego do przetwornika. Zabezpieczanie wejść przetwornika. Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 3 z 3 Tematy ćwiczeń laboratoryjnych: 1. Wprowadzenie 2. Wzmacniacz transkonduktancyjny (OTA) 3. Pętla fazowa(PLL) 4. Układy z przełączanymi pojemnościami (SC) 5. Źródła sterowane i konwertery impedancji (IC) 6. Wzmacniacze transimpendacyjne (CFA) 7. Modulacja częstotliwości (FM) 8. Kolokwium sprawdzające 20. Egzamin: tak 21. Literatura podstawowa: 1. Tietze U, Schenk Ch.: „Układy półprzewodnikowe”, WNT, 2009 2. Baranowski J, Czajkowski G: „Układy elektroniczne cz.II. Układy analogowe nieliniowe i impulsowe”, WNT 1998 3. Niedźwiecki M, Rasiukiewicz R, „Nieliniowe elektroniczne układy analogowe”, WNT 1994 4. Korzec Z, Ciota Z: "Układy z przełączanymi pojemnościami", WNT, 1987 22. Literatura uzupełniająca: 1. Filipkowski A: „Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe”, WNT 1995 2. Nosal Z, Baranowski J: „Układy elektroniczne cz. 1 Układy analogowe liniowe” WNT 2003 3. Mulawka J,J. „Układy mikroelektroniczne z przełączanymi pojemnościami”, WkiŁ, 1987 4. Kulka Z., Nadachowski M.: „Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych” WNT 1986 23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia Lp. Forma zajęć Liczba godzin kontaktowych / pracy studenta 15/10 1 Wykład 2 Ćwiczenia 3 Laboratorium 4 Projekt 0/0 5 Seminarium 0/0 6 Inne 20/25 Suma godzin 50/65 0/0 15/35 24. Suma wszystkich godzin:115 25. Liczba punktów ECTS:2 4 26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 2 27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 2 26. Uwagi: ……………………………. (data i podpis prowadzącego) 2 1 punkt ECTS – 30 godzin. Zatwierdzono: ………………………………………………… (data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/ Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub dyrektora jednostki międzywydziałowej)