BME VIK - Elektronikai rendszerek tervezése

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 óra	42
Félévközi készülés órákra	14
Felkészülés zárthelyire	14
Házi feladat elkészítése	20
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés
Összesen	90

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Sütő Zoltán	docens	Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék