Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Elektronikai rendszerek tervezése

    A tantárgy angol neve: Design of Electronics Systems

    Adatlap utolsó módosítása: 2011. március 30.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Szakfelelős: Gépészmérnöki Kar

    Beoktató: Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mechatronikai mérnöki alapszak, BSc képzés

    Integrated Engineering szakirány

    Kötelezően választható tantárgy
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIAUA000   2/1/0/f 3  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék dr. Sütő Zoltán,
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Sütő Zoltán

    docens

    Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

    Zabán Károly

    tanszéki mérnök

    Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Elektrotechnika, Elektronikus eszközök, elektronikus alapáramkörök, szabályozástechnika alapjai

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    Kötelező: viaua009 Analóg elektronika, viaua010 Digitális elektronika

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tárgy célja, hogy megismertesse a hallgatókat a hibrid analóg-digitális elektronikai áramkörök tervezési folyamatával, módszereivel, eszközeivel, hangsúlyt fektetve a gyakorlati szempontokra. A hallgató egy komplex képet kap az áramkörök funkcionális tervezésétől a szimulációs vizsgálatokon át a nyomtatott áramkörök tervezéséig egy integrált fejlesztő környezetben. Megismerkedik a legfontosabb EDA (Electronic Design Automation) eszközökkel. A tárgy áttekinti az analóg szenzoroktól érkező jelek erősítését, szűrését, nemlineáris karakterisztikák megvalósítását végző áramköröket, a jeltovábbítás eszközeit, modulációs és demodulációs technikákat, A/D és D/A átalakítást. Kitér az analóg és a digitális szűrőtervezés módszereire.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Hét

    (E – előadás, G –gyakorlat, ZH – zárthelyi, HF – házi feladat)

    1

    E1. Bevezetés. Az analóg jelfeldolgozás alapjai, erősítés, szűrés. Az analóg elektronika építőkövei, diszkrét félvezető eszközök, tranzisztorok, diódák áttekintése. Munkaponti és kisjelű üzemi paraméterek tervezési kérdései.

    2

    E2. Lineáris áramkörök numerikus számítási módszerei. Szisztematikus egyenlet generálás, gráfelmélet alkalmazása. Csomóponti potenciálok és hurokáramok. A DC és AC állandósult állapotbeli egyenletek numerikus megoldási módszerei.

    G1. EDA (Electronic Design Automation) eszközök, áramkör rajzolás, nyomtatott áramkör tervezés.

    3

    E3. Nemlineáris áramkörök alapvető tulajdonságai, szimulációs kérdései. Stabil és nem stabil munkapont(ok) nemlineáris áramkörökben. Iteráció. Konvergencia.

    4

    E4. Műveleti erősítők. Lineáris alkalmazások. A negatív visszacsatolás és hatásai. Erősítők frekvenciafüggése, átviteli karakterisztikák. Frekvenciafüggő alapkapcsolások.

    G2. Az analóg áramkörszimuláció alapjai. DC szimuláció, munkapont számítás, paraméter léptetés (sweep).

    5

    E5. Elektronikus áramkörök tranziens folyamatai. Kapcsoló erősítők: működés, kapcsolási idők, disszipáció. Az analóg kapcsoló felépítése, működése. Tranziens folyamatok vizsgálati módszerei. Bevezetés a tranziens szimuláció elméletében. Numerikus integrálási módszerek.

    6

    E6. Analóg szűrők. Aktív, passzív és kapcsolt-kapacitású szűrők. Az analóg szűrőtervezés alapjai. Szűrők frekvencia- és időtartománybeli analízise.

    G3. AC frekvenciatartománybeli szimuláció.

    7

    E7. Pozitív visszacsatolás. Oszcillátorok. Moduláció, demoduláció. A fáziszárt hurok.

    8

    ZH1. Az előadás idejében.

    G4. Tranziens időtartománybeli szimuláció.

    9

    E8. Digitális alapáramkörök áttekintése. Kombinációs és szekvenciális áramkörök alapvető tervezési feladatai.

    10

    E9. Analóg és digitális rendszerek illesztése, hibrid analóg-digitális áramkörök. Zavarvédelem, zavartűrés.

    G5. Digitális áramkör szimuláció.

    11

    E10. Mintavételes rendszerek, mintavevő-tartó, analóg multiplexer, demultiplexer. A/D és D/A átalakítás.

    12

    E11. A digitális jelfeldolgozás alapjai. Diszkrét idejű rendszerek. A mintavételes rendszer spektruma, Shannon elv. Egyszerű szabályozók mintavételes megvalósítása.

    G6. Hibrid analóg-digitális áramkörök szimulációja.

    13

    E12. Diszkrét Fourier transzformáció és alkalmazásai. Digitális szűrők.

    14

    ZH2. Az előadás idejében.

    HF. Önálló tervezési feladat beadása a gyakorlaton.
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás, önálló tervezési feladat és számítógépes gyakorlatok.

    10. Követelmények

    A félév érvényességének feltételei:

    1.      A félév során kiadott önálló tervezési feladat elkészítése és beadása határidőre.

    2.      A félévközi jegyet a két órarendi időben írt zárthelyi dolgozat, és az önálló feladat pontszámainak súlyozott átlaga (ZH1 40%, ZH2 40%, HF 20%) alapján ajánljuk meg. Mindhárom jegynek minimum elégségesnek kell lennie.

     

    Érdemjegy megajánlás az elért pontszámok alapján:

     

    0-39

    40-55

    56-70

    71-85

    86-100

    elégtelen (1)

    Elégséges (2)

    Közepes (3)

    jó (4)

    jeles (5)

     

    11. Pótlási lehetőségek

    1.      A szorgalmi időszakban az első, a pótlási héten a két zárthelyi közül az egyik pótlására van lehetőség.

    2.      A házi feladatot a pótlási hét végéig lehet pótolni különeljárási díj ellenében.

    3.      A hallgatónak lehetősége van a megajánlott jegyet szóbeli vizsgával módosítani.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Előadások után valamint zárthelyi előtt egy-két nappal a hirdetőtáblán és a honlapon közzétett időpontban.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    1.    M. N. Horenstein: Microelectronics Circuits and Devices, Prentice Hall, 1990, ISBN 0-13-583170-9

    2.    A. S. Sedra, K. C. Smith: Microelectronics Circuits, Saunders College Publishing, Third Edition, 1991, ISBN 0-03-051648-X

    3.    J. Whitaker, B. Raton: The Electronics Handbook, CRC Press, Beaverton, 1996.

    4.    J. Millman, A. Grabel: Microelectronics, 1987.

    5.    I. Nagy, J. Megyeri: Analog elektronika, Tankönyvkiadó, Budapest, 1992, J4-1081/10

    Valamint Előadás fóliák pdf file formában és a tanszék honlapjáról letölthető segédanyagok.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra14
    Felkészülés zárthelyire14
    Házi feladat elkészítése20
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
    Vizsgafelkészülés 
    Összesen90
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Sütő Zoltán

    docens

    Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék