Wstęp do elektroniki 390-FG1-2WDE

Profil studiów : ogólnoakademicki

Forma studiów: stacjonarne

Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy (Moduł Zastosowania Fizyki)

Dziedzina i dyscyplina nauki: Nauki Techniczne, Elektronika

Rok studiów/ semestr: 2 rok / 3 semestr, Fizyka

Wymagania wstępne: Przed rozpoczęciem zajęć student powinien posiadać wiedzę z zakresu elektryczności i magnetyzmu oraz podstaw optyki (znać podstawowe pojęcia i zjawiska) oraz umiejętność opracowywania danych pomiarowych w postaci rachunku niepewności pomiarowych.

Liczba godzin i zajęć dydaktycznych: Wykład 15 godz., Laboratorium 45 godz.

Metody dydaktyczne: wykład, wykonywanie ćwiczeń laboratoryjnych, opracowanie danych pomiarowych, dyskusja otrzymanych wyników, konsultacje, praca własna studenta w domu (m.in. przygotowanie sprawozdania z ćwiczenia).
Punkty ECTS: 4

Bilans nakładu pracy studenta: udział w wykładach (15 godz.), udział w ćwiczeniach laboratoryjnych (45 godz.), udział w konsultacjach (15 godz.), praca własna studenta w domu (przygotowanie sprawozdań, analiza danych - 20 godz.), przygotowanie do zaliczenia ustnego (15 godz.)
Wskaźniki ilościowe : nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 75 godz., 3 ECTS; nakład pracy studenta związany z samodzielna pracą - 35 godz., 2 ECTS.

Wykład:
Zapoznanie studentów z podstawowymi układami elektronicznymi: analogowymi i cyfrowymi, ich zasadą działania i wykorzystaniem w technice pomiarowej.

Ćwiczenia laboratoryjne:
Materiał realizowany na zajęciach laboratoryjnych ma charakter praktyczny w stosunku do treści wykładów. Celem ćwiczeń laboratoryjnych jest zapoznanie studentów z działaniem poszczególnych układów elektronicznych, ich charakterystykami, właściwościami oraz prawidłowym użyciem przyrządów pomiarowych.

WYKŁAD
Bierne elementy elektroniczne.
1. Rezystory i potencjometry - parametry charakterystyczne.
2. Kondensatory - parametry charakterystyczne.
3. Induktory - parametry charakterystyczne.
Bierne obwody RC, RL.
1. Układ dolnoprzepustowy:
- charakterystyka amplitudowa;
- charakterystyka fazowa;
- opis w dziedzinie czasu.
2. Układ górnoprzepustowy:
- charakterystyka amplitudowa;
- charakterystyka fazowa;
- opis w dziedzinie czasu.
Diody.
1. Materiały półprzewodnikowe,
2. Złącze p-n, równie diody.
3. Dioda Zenera.
4. Dioda pojemnościowe.
5. Dioda LED.
6. Fotodioda.
7. Dioda Schottky.
Tranzystory bipolarne.
1. Zasada działania tranzystora.
2. Charakterystyki statyczne.
3. Parametry graniczne.
Wzmacniacze tranzystorowe.
1. Układ ze wspólnym emiterem - parametry.
2. Układ ze wspólnym kolektorem - parametry.
Wzmacniacz operacyjny (WO).
1. Definicja i schemat ogólny.
2. Własności wzmacniacza idealnego.
3. Własności rzeczywistego WO (parametry katalogowe).
4. Podstawowe konfiguracje pracy:
- wzmacniacz odwracający;
- wzmacniacz nieodwracający;
- wzmacniacz sumujący;
- wzmacniacz różnicowy;
5. Filtry aktywne (pasmowo-przepustowy).
Komparator
1. Definicja i schemat ogólny.
2. Własności komparatora idealnego.
3. Własności komparatora rzeczywistego.
4. Komparator bez histerezy
5. Komparator z histerezą.
6. Generator astabilny.
Układy zasilające.
1. Definicja układu zasilającego; parametry zasilaczy.
2. Zasada działania układu zasilającego o działaniu ciągłym.
3. Zasilacz stabilizowany z diodą Zenera.
4. Zasilacz stabilizowany ze stabilizatorem kompensacyjnym.
Elementy techniki cyfrowej.
1. Algebra Boole'a. Podstawowe funkcje logiczne. Przykłady realizacji funkcji złożonych.
2. Parametry charakteryzujące techniki układowe.
3. Analiza wybranych technik układowych używanych do budowy układów cyfrowych.
4. Podstawowe układy stosowane w technice cyfrowej:
- bramki;
- przerzutniki: D, RS, T, JK;
- liczniki;
Przetworniki c/a i a/c.
Zasada działania wybranych przetworników. Parametry.

LABORATORIUM
1.Zapoznanie się z budową i używaniem oscyloskopu wielokanałowego.
2.Badanie filtrów biernych zbudowanych na elementach RC.
3.Wyznaczanie podstawowych parametrów wzmacniaczy tranzystorowych (OE, OC).
4.Badanie wzmacniacza operacyjnego w różnych układach pracy, wyznaczanie parametrów. Analiza
pracy komparatorów (z histerezą i bez) oraz generatora astabilnego.
5.Analiza pracy układów zasilających zbudowanych w oparciu o różne elementy (np. prostownik jednopołówkowy lub dwupołówkowy, itd). Pomiar charakterystyk obciążeniowych układów zasilających.
Charakterystyki prądowo-napięciowe 4 diod: zwykłej, Zenera, LED i Schottky.
6.Realizacja dowolnych funkcji logicznych w oparciu o bramki NAND i NOR. Zaprojektowanie dwóch liczników modulo n w oparciu o układ scalony licznika 7490, 7491. Analiza pracy licznika synchronicznego i asynchronicznego.
7.Zapoznanie się z pracą dwóch przetworników: a/c (metoda kompensacji wagowej) i c/a (z siecią rezystorów o wartościach ważonych) do przetwarzania sygnałów. Szacowanie i analiza błędów cyfrowych i analogowych.