Laboratórium 1

A tantárgy angol neve: nincs megadva

Adatlap utolsó módosítása: 2022. augusztus 26.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Alapképzés (BSc), villamosmérnöki szak
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMIAC14 5 0/0/4/f 5  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Dülk Ivor,
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
  • méréstechnikai alapismeretek
  • elektronikai alapismeretek
  • digitális technika területén alapismeretek
  • jel- és rendszerelméleti alapismeretek
6. Előtanulmányi rend
Ajánlott:

Digitális technika 2.

(Kötelező: Méréstechnika, aláírás megszerzése  Elektronika 1 tantárgyból)

7. A tantárgy célkitűzése A képzés elsődleges célja a hallgatók szakmaspecifikus gyakorlati ismereteinek és készségeinek fejlesztése. A kitűzött célok megvalósulása érdekében a hallgatók az alaplaborban komplex feladatokat oldanak meg. Ezeknek egyes elemeit a mérésre történő felkészülés időszakában, másokat a laboratóriumi munka keretében, ill. ezt követően kell elvégezniük. A felkészülés időszakára esik (1) a mérési feladat elvégzéséhez szükséges elméleti alapok átismétlése, ill. elsajátítása, beleértve mind a mérendő objektumra, mind a mérési módszerre vonatkozó ismerteket, (2) a konkrét mérés megtervezése a mérendő objektum ismeretében, (3) a mérésre vonatkozó terv ellenőrzése pl. szimulációval, (4) a szükséges mérőeszközök kiválasztása, (5) a mérés feladattervének/programjának teljes, vagy részleges elkészítése. A laboratóriumi munka végeztével a munka eredményeit és tapasztalatait összegző dokumentum/jegyzőkönyv elkészítése zárja a feladatok sorát.
8. A tantárgy részletes tematikája

Bevezetés: Az első mérési alkalom feladata a laboratórium bemutatása, a követelmények ismertetése, baleseti és tűzvédelmi oktatás.

1. mérés: Műszerkezelés

A laboratóriumban használt általános célú műszerek speciális funkcióinak megismerése és használatának gyakorlása. Műszerek nem ideális tulajdonságainak mérése. 

2. mérés: Digitális alapeszközök

A mérés alapvető célja a tárgy későbbi FPGA alapú digitális méréseihez szükséges ismeretek átadása, az azokban szereplő korszerű tervezési és vizsgálati eszközök, módszerek első bemutatása.

3. mérés: Időtartománybeli jelanalízis

A mérés során a hallgatók alapvető mérési feladatokat oldanak meg a következő témakörökben: az idő- és fázismérés, a lineáris hálózatok frekvenciafüggő átvitele és ennek elemzése időtartományban, jelterjedés elosztott paraméterű rendszereken (Time Domain Reflectometry).

4. mérés Villamos teljesítmény és tápellátás mérése

A mérés célja, hogy a hallgatók gyakorlati tapasztalatokat szerezzenek a teljesítményméréséről, annak alap és speciális eszközeiről, illetve mérési módszereiről. A mérés keretén belül a hallgatók gyakorlatban is használt eszközök, például különböző működési elvű fényforrások, személyi számítógép által felvett teljesítményt is mérik több fajta módszerrel.

5. mérés: Frekvenciatartománybeli jelanalízis

A mérés során a hallgatók megismerkednek a jelek Fourier-transzformációval történő vizsgálatával, összehasonlítják az idő- és frekvenciatartománybeli leírást, mérési módszert sajátítanak el a Bode-diagram meghatározására, példákat látnak a méréstechnika gyakorlati alkalmazására és a spektrumanalízis mint mérnöki gyakorlatban fontos eszköz használatára.

6. mérés: Kétpólusok vizsgálata

A mérés célja, hogy az áramkörépítésben előforduló alkatrészek mérésével a hallgatók tájékozódjanak az RLC elemek nem ideális tulajdonságairól, összetett kétpólusok mérése során megismerjék azok erősen frekvenciafüggő viselkedését, és meghatározzák a leíró paramétereket, a mérések során tanulmányozzák az alkalmazott módszerek tulajdonságait és korlátjait.

7. mérés: Négypólusok vizsgálata

A mérés célja a korábban megszerzett elméleti ismeretek gyakorlati vonatkozásainak bemutatása a modellalkotás, az impedanciamérés és a mágneses jellemzők mérése témakörökben, elsősorban anyagvizsgálati, paraméter-identifikációs feladatokhoz, ill. in-circuit mérésekhez kapcsolódóan.

8. mérés: Aktív elektronikus eszközök vizsgálata

A mérés célja különböző diszkrét félvezető eszközök (bipoláris és térvezérlésű tranzisztorok, dióda) vizsgálata: karakterisztikájuk, kisjelű paramétereik és dinamikus tulajdonságaik mérése. A mérendő eszközök fizikai tulajdonságainak megismertetése mellett fontos célkitűzés a mérések elvégzésére szolgáló mérési eljárások, ill. mérési összeállítások és célműszerek, bemutatása, ill. gyakorlása.

9. mérés: Logikai áramkörök vizsgálata

A mérés célja a TTL és CMOS integrált áramkörök tulajdonságainak vizsgálata és ellenőrzése méréssel, továbbá a műszeres (oszcilloszkópos) mérések (pl. trigger feltételek, X-Y mód...) gyakorlása és ismeretbővítés a digitális integrált áramkörök alkalmazása terén.

10. mérés: Sorrendi hálózat vizsgálata

A mérés célkitűzése a sorrendi hálózatokkal kapcsolatos ismeretek és funkcionális elemekkel tervezés elmélyítése és gyakorlati vonatkozásainak bemutatása, ismerkedés a CAD-rendszerrel való logikai tervezés alapjaival, készség szerzése egyszerű logikai hálózatok tervezésében, szimulálásában, bemérésében.

11. mérés: Programozható perifériák mérése

A mérés célja, hogy a gyakorlatban bemutassa komplex digitális áramkörök alkalmazását vezérlési és kommunikációs célokra, a vezérlőegység működésének demonstrálásával, gyakoroltassa számítógépes tervező-fejlesztő környezet használatát.

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

(1) A mérési feladatok eredményes teljesítése előírt órarendi időpontokban. Az eredményes teljesítéshez előzetes felkészülés, a mérések során aktív közreműködés, a mérés megfelelő szintű dokumentálása, és a megszerzett tudás igazolása tartozik.

  • Otthoni felkészülés: Az előzetes felkészülést a mérésvezető a mérés során folyamatosan ellenőrzi. Elégtelen felkészülés esetén a mérést a hallgatónak be kell fejeznie, a mérést a pótlási lehetőségek szabályai szerint meg kell ismételni.  A mérésre házi feladat készítendő. A házi feladat el nem készítése nem eredményez automatikusan pótlást, de színvonala beszámít a mérésre kapott osztályzatba.
  • Osztályzattal nem értékelt mérések: Az 1-3. mérések bevezető-felkészítő jellegűek, ezért az ezek keretében folyó hallgatói munkát osztályzattal nem értékeljük, de elégtelen teljesítés esetén a mérést a pótlási lehetőségek szabályai szerint meg kell ismételni.
  • Osztályzattal értékelt mérések (m): A 4-11. mérések esetén a végzett munkát a mérésvezető - minden hallgató esetében külön-külön - osztályzattal értékeli, amely a hallgató felkészültségét, a mérés során végzett munkájának színvonalát, és a mérőcsoport közös mérési jegyzőkönyvének minőségét veszi figyelembe. Elégtelen osztályzat esetén a mérést a pótlási lehetőségek szabályai szerint meg kell ismételni.
  • Ismétlő kérdések (K): A mérések végén az oktató ismétlő kérdésekkel ellenőrzi, hogy a mérés során szerzett gyakorlati ismereteket tudja-e a hallgató önállóan alkalmazni, illetve össze tudja-e kötni a felkészülés során elsajátított elméleti ismeretekkel.

(2) Az ellenőrző mérés eredményes teljesítése. Az ellenőrző mérésre a szorgalmi időszak végén, előírt időpontban kerül sor.

  • Gyakorlati rész (EM): Ennek keretében a hallgató abban a laboratóriumban, ahol a gyakorlatokat is végezte, az elvégzett 11 mérés anyagából egy gyakorlati feladatot kap, amelyet adott idő alatt el kell végeznie, arról rövid jegyzőkönyvet kell készítenie. A mérésvezető a mérés végén ellenőrző kérdéseket tesz fel, és a munka színvonala, a mérési jegyzőkönyv tartalma, valamint a kérdésekre adott válasz alapján osztályzatot ad.

A félévközi jegy számításának módja:

jegy = 0.6*M + 0.2*K + 0.2*EM

ahol M az eredményesen elvégzett 4-11. gyakorlatokon kapott osztályzatok számtani átlaga, K az ismétlő kérdésekre kapott osztályzatok számtani átlaga, EM az ellenőrző mérés osztályzata. (Kerekítés 50 századtól felfelé.) A félévközi osztályzat elégtelen, ha a hallgató nem végezte el eredményesen mind a 11 gyakorlatot, vagy az EM elégtelen.

11. Pótlási lehetőségek

Az előírt 11 mérésből a félév során maximum 2 mérés pótlására biztosítunk lehetőséget, függetlenül attól, hogy elégtelen eredménnyel zárult mérés, vagy pedig távolmaradás miatt válik a pótlás szükségessé. Az első három mérésre alapvetően építenek a további mérések, ezért ezeket a félév első felében kell pótolni a laborvezető által készített beosztás szerint. A további tematikus mérés a szorgalmi időszak végén a laborvezető által készített beosztás szerint pótolhatók.

Tartós betegség vagy előre bejelentett és méltánylást igénylő esetben a tantárgyfelelős dönt az esetleges további pótlási lehetőségről, ill. annak rendjéről.

Eredménytelen vagy elmulasztott ellenőrző mérés pótlására legkésőbb a pótlási időszak első hetében biztosítunk egy pótlási lehetőséget.

12. Konzultációs lehetőségek Egyeztetés szerint.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom A tárgyhoz mérési útmutatók és műszerismertetők tartoznak, amelyek a tantárgy honlapján elektronikus formában mérésekre lebontva állnak rendelkezésre.
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra56
Félévközi készülés órákra56
Felkészülés zárthelyire0
Házi feladat elkészítése11
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása11
Felkészülés ellenőrző mérésre
16
Összesen150
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta A Laboratórium 1. tantárgyat kidolgozó Munkaközösség.
IMSc tematika és módszer Az IMSc hallgatók számára az alapfeladatokon felül lehetőség van a mérési feladatokban az egyes jelenségek részletesebb vizsgálatára és kiegészítő feladatok megoldására.

IMSc pontok szerzésére a mérési feladatok, az önállóan végrehajtott ellenőrző mérés jelesen felüli színvonalon történő teljesítésével van lehetőség.

IMSc pontozás A tantárgyból összesen 25 IMSc pont szerezhető meg a következő bontásban:

A tematikus (4-11) mérésekre mérésenként 3 (a félév során összesen 24) IMSc pont kapható (pl. kiegészítő feladatok megoldása, jegyzőkönyv magas színvonalú elkészítése, mérés során feltett nehezebb kérdések megválaszolása).
A gyakorlati ellenőrző mérésen 1 IMSc pont szerezhető a normál mérési feladaton felül kiosztott kiegészítő feladatért.
IMSc pont az alapfeladatok jeles teljesítése mellett szerezhető. Az IMSc pontok megszerzése a programban nem résztvevő hallgatók számára is biztosított.