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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Analóg elektronika

    A tantárgy angol neve: Analog Electronics

    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 szak, BSc képzés, Kötelező

    Ipari termék- és formatervezői szak, BSc képzés, Kötelezően választható

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIAUA009   2/0/1/f 3  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Sütő Zoltán, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    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

    Komplex számok, közönséges differenciálegyenletek, elektrotechnika.

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    TargyEredmeny("BMEVIAUA007", "JEGY", _) > 1
    VAGY
    TargyEredmeny("BMEVIAUA007", "EVKOZIJEGY", _) > 1
    VAGY
    KépzésLétezik("2N-MG0")
    VAGY
    KépzésLétezik("2N-MM0") VAGY
    KépzésLétezik("2N-MW0")

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    Kötelező: viaua007 Elektrotechnika alapjai.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tárgy célja olyan szintű elektronikai ismeretek nyújtása, hogy a hallgatók képessé váljanak mikroelektronikai eszközöket alkalmazó rendszerek megismerésére műszaki leírás, működő berendezés alapján, elektronikus berendezések specifikálására, funkcionális bevizsgálására, elsősorban vegyes szakképzettségű munkacsoportban.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Hét

    (E – Előadás, L – Labor gyakorlat, ZH – Zárthelyi)

    1

    E1. Bevezetés. Az elektronika osztályozása, feladatai. Félvezető anyagok. Szennyezés, töltéshordozók. A p-n átmenet működése. A dióda karakterisztikája. Shockley-egyenlet. A dióda alkalmazásai: egyenirányítás, vágó- és határoló áramkörök. Speciális diódák.

    2

    E2. Tranzisztorok. Bipoláris tranzisztorok felépítése és működése. Tranzisztor egyenletek, paraméterek. A tranzisztor karakterisztikái. Early feszültség. FET tranzisztorok típusai, JFET, MOSFET. Felépítés, működési elvek. Karakterisztikák. Kiürítéses, növekményes üzemmód.

    L1. Dióda és Zéner dióda vizsgálata, Egyenirányítók, Tranzisztor statikus karakterisztika felvétele.

    3

    E3. Áramköri modellek. Kétpólusok. Karakterisztikák osztályozása. Vezérelt források. Négypólus (impedancia, admittancia, hibrid, inverz-hibrid) modellek és paraméterek. Az erősítő fogalma. A négypólus modellek és az erősítők kapcsolata. Üzemi paraméterek: feszültség- és áramerősítés, transzfer impedancia, admittancia, be- és kimeneti impedancia.

    4

    E4. Erősítők összekapcsolása: Erősítőlánc. Illesztési módok, feszültség-, áram- és teljesítményillesztés. Az illesztettség feltételei. Erősítők frekvenciafüggése, a szűrés fogalma. Tranziens folyamatok. Frekvencia-karakterisztika. Erősítők visszacsatolása. A negatív visszacsatolás hatásai. Soros/párhuzamos, feszültség/áram visszacsatolás tulajdonságai.

    L2. Négypólusok vizsgálata. Passzív szűrők. Frekvencia-karakterisztikák, egyszerű tranziens folyamatok vizsgálata.

    5

    E5. Nemlineáris áramköri elemek modellezése: Nagyjelű és kisjelű modellek. Szakaszonkénti és munkaponti linearizálás. Torzítás. Kivezérelhetőség. A dióda dinamikus ellenállásának fogalma, számítása. Közelítő dióda modellek. Tranzisztor nagyjelű modellek: Ebers-Moll modell. Tranzisztor kisjelű elemi fizikai modellek (T, Π-modell) és a négypólus modellek. Modell paraméterek meghatározása: karakterisztikákból, munkaponti adatokból.

    6

    E6. A tranzisztor, mint erősítő. Az erősítés folyamata. Tranzisztoros alapkapcsolások. Kisjelű helyettesítő modellek. Üzemi paraméterek meghatározása. Visszacsatolások az alapkapcsolásokban.

    L3. Földelt emitteres fokozat vizsgálata. Erősítés, frekvencia-karakterisztika. Visszacsatolás hatása. Kivezérelhetőség.

    7

    E7. Munkapont számítás: Diódás és tranzisztoros kapcsolások.

    8

    ZH1. Az előadás idejében.

    L4. Nyomtatott áramkör tervezés.

    9

    E8. A műveleti erősítő: Szimmetrikus erősítők. Szimmetrikus (differenciális) és a közös módusú erősítés fogalma, közös módusú jelelnyomás. A tranzisztoros differenciálerősítő, szimmetrikus és közös módusú erősítés. Áramtükör. A műveleti erősítő: tulajdonságok, felépítés, az ideális műveleti erősítő fogalma. Az invertáló és a nem invertáló erősítő: erősítések, ki- és bemeneti impedanciák. Virtuális földpont. visszacsatolás hatása. A Miller-hatás. Nagy erősítés invertáló fokozattal.

    10

    E9. Alapműveletek műveleti erősítőkkel: Áram-feszültség, feszültség-áram átalakítás, univerzális összeadó/kivonó áramkör. Mérőerősítő: felépítése és működése, a különbségképző erősítő és a nagy impedanciás bemeneti fokozat, szimmetrikus és közös módusú erősítések.

    L5. Műveleti erősítős alapkapcsolások.

    11

    E10. Frekvenciafüggő áramkörök: Integráló/deriváló áramkörök. Idő- és frekvenciatartománybeli jellemzők. Aktív szűrők fogalma. Lineáris szabályozók: PI, PD, PID szabályozó. Közelítő integráló, közelítő deriváló tag. Pozitív visszacsatolás: lineáris oszcillátorok, Wien-hidas oszcillátor.

    12

    E11. Nemlineáris áramkörök: Műveleti erősítő, mint komparátor. A hiszterézises komparátor működése, alkalmazásai. Nemlineáris oszcillátorok: relaxációs oszcillátor, hullámforma generátor.

    L6. Műveleti erősítő alkalmazások.

    13

    E12. Nemlineáris áramkörök: Logaritmikus és exponenciális karakterisztikájú erősítők és alkalmazásaik, szorzás, osztás, hatványozás. Szakaszonként lineáris karakterisztikák. Az ideális egyenirányító.

    14

    ZH2. Az előadás idejében

     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás, tervezési feladat és 6 alkalommal 2 óra laboratóriumi/számítógépes gyakorlat.

    10. Követelmények

    A félév érvényességének feltételei:

    1.      A félév során kiadott házi feladat elkészítése és beadása határidőre.

    2.      A félév során a laboratóriumi gyakorlatok elvégzése kötelező. A mérésekre felkészülten kell megjelenni az előírt anyag alapján.

    3.      Félévközi jegy: érdemjegy megajánlás két órarendi időben írott zárthelyi dolgozat együttes pontszáma alapján történik.

     

    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.      Maximum két elmaradt laboratóriumi gyakorlat pótolható a szorgalmi időszak végén, ill. a pótlási héten.

    3.      A házi feladatot a pótlási időszak végéig lehet pótolni különeljárási díj ellenében.  

    12. Konzultációs lehetőségek

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

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Tanszéki segédletek elektronikus formában

    Megyeri J – Nagy I..: Analóg elektronika, Műegy. K., Bp., 1995 (41081).

    Hainzmann J. – Varga S. – Zoltai J.: Elektronikus áramkörök, Tankönyvkiadó, Budapest, 1992

    Kovács Cs.: Elektronikus áramkörök, General Press Kiadó, 2003

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra14
    Felkészülés zárthelyire14
    Házi feladat elkészítése10
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása10
    Vizsgafelkészülés 
    Összesen90
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Sütő Zoltán

    docens

    Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék