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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Elektronika III.

    A tantárgy angol neve: Electronics III.

    Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Híradástechnika Főszak

    Távközlés Főszak

    Standard tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMH3032 6. 4/0/0/v 5 3/3
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Csernák József,
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr. Csernák József

    egyetemi adjunktus

    HRT

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    -

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    -

    7. A tantárgy célkitűzése

    A három féléves tárgy feladata az elektronikai alkatrészekre, a mikroelektronikára és az elektronikus áramköre vonatkozó azon alapismeretek elsajátíttatása, amelyek minden villamosmérnök számára nélkülözhetetlenek.

    A tárgy első része az alkatrészek, aktív eszközök felépítését, működését, elektromos paramétereit ismerteti és a mikroelektronika alapfogalmait mutatja be. A továbbiakban erre a bázisra támaszkodva tárgyalja az egyenirányítók, lineáris erősítők, nemlineáris áramkörök, oszcillátorok, keverők, digitális alapáramkörök, kevert módusú áramkörök, nagyfrekvenciás áramkörök működését, tervezési módszereit.

    A tantárgy jártasságot ad az elektronikai alkatrészek paramétereinek kezelésében, az ezen alkatrészekből felépített alapáramkörök valamint összetettebb egységek elektromos tulajdonságainak számítási módszereiben (erősítés, frekvenciamenet, impedanciák, tranziesek, zaj, stb.) és tervezésük alapvető kérdéseiben. Súlyt helyez a számítógépes tervezési eljárásokra.

    A tárgy megfelelő bázist nyújt az adott területen ahhoz, hogy a későbbi, szakirányi képzés tantárgyai az elektronikai alapfogalmak biztos ismeretére támaszkodhassanak. A tárgy harmadik féléve a szakirányok speciális igényeit kiszolgálandó három (leginkább a témák súlyozásában eltérő párhuzamos kurzusban kerül előadásra.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    A harmadik félév a szelektív, a nemlineáris, a nagyfrekvenciás áramkörökkel, az energia átalakítási technika elemeivel, az elosztott paraméteres áramkörökkel valamint a termikus problémákkal foglalkozik.

    Az elektronikai alkatrészek zaja. Alapfogalmak: zajsávszélesség, teljesítményspektrum, amplitúdóelosztás. Termikus zaj, sörétzaj, megoszlási zaj. Az alkatrészek zaj helyettesítőképe, bemenetre és kimenetre redukált zaj. Az alapáramkörök zaj tulajdonságainak vizsgálata. A zajtényező. Fáziszárt hurkok és alkalmazásaik. Felépítés, kisjelű helyettesítőkép, osztályozás, a lineáris modell analízise.

    Fáziszárt hurok:

    • Blokkvázlat, működés, átviteli függvény,
    • Fázisdetektor típusi, jellemzők, megvalósítások,
    • Tranziens viselkedés, követési tulajdonságok különböző bemenő jelekre,
    • Megvalósítási kérdések, alkalmazási példák.

    FM modulátor, demodulátor, órajel előállítás, jitter.

    Szelektív elektronikus áramkörök. Specifikáció, approximáció, toleranciaséma, transzformációk. A kaszkád szintézis. Aktív RC szűrők. Kapcsolt kapacitású szelektív áramkörök. Rezonáns építőelemekkel (rezgőkör, kerámia szűrő) felépített szűrők.

    Frekvencia függő áramkörök

    • Pólus és zérus elrendezések (első és másodfokú), frekvencia tartománybeli viselkedés, építő elemek: aluláteresztő, felüláteresztő, sáváteresztő.
    • Rendszertechnikai megközelítés: a tolerancia séma (specifikáció).
    • Matematikai megközelítés: az approximáció. Különböző approximációs módszerek, ezek pólus zérus elrendezése. Magasabb fokszámú elrendezések.
    • Referens aluláteresztő, transzformációk, katalógus használat. Transzformációk hatása a pólus zérus képre.
    • A megvalósítás gyakorlati kérdései.
    • Realizáció műveleti erősítővel. Néhány áramkör ismertetése. Tervezési példa.
    • Realizáció L-C elemekkel, katalógus sajátságok, tervezési eltérések.
    • Különleges szelektív áramkörök (kvarc, kerámia, üregrezonátor stb.)
    • Kapcsolt kapacitású elemek. Állapotváltozós leírás, univerzális szűrő.
    • A digitális megvalósítás különleges tulajdonságai.

    Nemlineáris jelformáló áramkörök: egyenirányítók, vágó és szintbeállító áramkörök, töréspontos karakterisztikájú áramkörök. Logaritmikus és exponenciális erősítők. A keverés és frekvencia transzponálás áramkörei.

    Modulátorok és demodulátorok

    • AM, FM, PM modulátorok és demodulátorok
    • Két és négynegyedes szorzók, kiegyenlítés
    • Kapcsolók szorzóüzeme.

    Néhány példa nagy integráltságú áramkörökre.

    • Egy chipes telefonkészülék.
    • ASK, FSK adó-vevő

    Az energia-átalakító technika alapjai. Egyenirányítók. Egyenfeszültség stabilizátorok: áteresztő tranzisztoros és kapcsoló üzemű megoldás. A túláram védelem. Egyenfeszültség-egyenfeszültség konverterek. Tirisztorok és kapcsolástechnikájuk alapjai. Háromfázisú egyenirányítók.

    Teljesítmény átalakítók

    Különböző DC/DC átalakítók, AC/DC átalakítás. Hatásfok kérdések. A megvalósítás kérdései. Elektromos áramkörök termikus problémái, hőelvezetési módszerek.

    Az elosztott paraméteres áramkörök problémái. Elosztott paraméteres passzív, lineáris elemek leírása a frekvencia- és az időtartományban. Elosztott reaktáns elemeket tartalmazó analóg áramkörök (igen nagy frekvenciás erősítők, oszcillátorok, keverők stb.) tulajdonságai, tervezése. Elosztott áramkörök mikroelektronikai megvalósítása.

    Nagyfrekvenciás, (elosztott paraméterű áramkörök)

    • A távíró egyenlet, megoldása speciális esetben, reflexiós tényező függése a lezárás helyétől és fajtájától a frekvencia tartományban.
    • A tápvonal mint áramköri elem
    • Az S mátrix, a leírás jelentősége, tulajdonságok, reflexiómentesítés
    • A csillapító mint áramköri elem, hatása a zajra és a reflexióra.
    • A távvezeték viselkedése impulzus jelekre lineáris és nem lineáris lezárások között, a Bergeron szerkesztés
    • Extrém lezárású tápvonal impulzus válasza, felhasználások
    • Számítógép hálózatok hardver problémái, a maximális adatátviteli sebességet korlátozó tényezők
    • Nagyfrekvenciás és mikrohullámú erősítők tervezési és kivitelezési problémái, jeltisztasági problémák, föld lemezek.
    • Kitekintés az optikai tartományú adatátvitelre és jelfeldolgozás elemeire.
    • Integrált nagyfrekvenciás áramkörök. Oszcillátorok, teljesítmény osztók.

    Elektronikus áramkörök termikus problémái. Kondukciós és konvekciós hőelvesztés. Hűrőszerelvények, forszírozott hűtés. A heat pipe használata. Berendezések hőháztartásának tervezése CFD-vel. Mobil berendezések hűtési problémái.

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

    Tantermi előadások, számítógépes illusztrációval (ppt prezentációk, illetőleg on-line szimulációs bemutatók), kisebb részben tantermi példa-megoldási gyakorlatok.

    A tárgy 3. félévre párhuzamos kurzusok formájában kerül előadásra, a szakirányok csoportjának részben eltérő igényeit kielégítendő. A kurzusok mindegyike tárgyalja a tematikában megjelenő összes ismeretet, de a súlyozás erősen eltérő lehet. A témák közül azok, amelyek az adott kurzusra támaszkodó szakirányok szempontjából közvetlen jelentőségűek, kiemelt részletességgel tárgyalandók.

    A VIMH 3032 kódú tárgy a híradástechnika főszak és a távközlés főszak hallgatói számára kötelező.

    10. Követelmények
    1. A szorgalmi időszakban:

    1 db. házi feladat kidolgozása (kb. 8 óra otthoni munkaidő, eredményes teljesítés a szorgalmi időszak végéig), 1 zárthelyi legalább elégséges szintű teljesítése. A fentiek teljesítése képzi az aláírás feltételét.

    b. A vizsgaidőszakban:

    Az írásbeli vizsga két részből áll: 1. Belépő kérdések (30 perc, 15 kérdés, követelmény 67% eredményesség), 2. Tételek és számpéldák kidolgozása ( 60 perc, 2 tétel, 2 példa)

    11. Pótlási lehetőségek

    A vizsgaidőszak első három hetében a TVSz adta keretek között az aláírás pótlólagos megszerzésére lehetőséget adunk.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Megbeszélés szerint

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Haizmann-Varga-Zoltai: Elektronikus áramkörök

    H. Tietze- Ch.Schenk: Analóg és digitális áramkörök

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Kontakt óra

    60

    Félévközi készülés órákra

    -

    Felkészülés zárthelyire

    30

    Házi feladat elkészítése

    20

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

    -

    ..

    -

    Vizsgafelkészülés

    40

    Összesen

    150

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr. Csernák József

    egyetemi adjunktus

    HRT