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

Elektronika I.

Elektronikai technológia

A tárgy célja közvetlenül felhasználható, gyakorlati ismereteket adni az elektronikai tervezés tipikus feladataira valamint az elektronikai berendezések egyes minősítési eljárásaira vonatkozóan. A tárgy súlyt helyez a számítógépi tervezési módszerek bemutatására és begyakoroltatására (nyomtatott huzalozás tervezése, áramköri tervezés, IC tervezés, FPGA tervezés stb.) Ezt szolgálják a tárgy lényeges részét képező laboratóriumi gyakorlatok is.

Az ORCAD nyomtatott panel tervező rendszer elemei: kapcsolási rajz szerkesztő, nyomtatott áramkör tervező, alkatrészrajz készítő, modul szerkesztő. A tervezés alapvető szabályai. Könyvtárak, annotáció, netlista, ellenőrzések, rajzolat módosítás, optimalizálások. Kézi és automatikus huzalozás. Rajzok kinyomtatása, alakatrészlista. Egy diszkrét alkatrészeket és néhány integrált áramkört tartalmazó panel megtervezése.

Az alkatrész szintű tervezést segítő eszközök. A SPICE szimulációs program mint ipari szabvány. A modellezés problémái: félvezető eszközök modell paraméterei, speciális modellezési problémák megoldása. Makromodellek, nem elektromos problémák modellezése. Gyakorlati tudnivalók a szimulációs programok hatékony használatához.

A VHDL nyelv általános ismertetése, támogatottsága. A nyelvbeli elvonatkoztatási szintek, alapvető nyelvi szerkezetek, legfontosabb utasítások és típusok bemutatása. Tervezési módszerek bemutatása, tekintettel a bennük szereplő nyelvi eszközökre. A VHDL alapú tervezés és szintézis beilleszkedése a tervezés teljes folyamatába. A használt tervezőrendszerek (Altera EPLD, Xilinx FPGA) rövid ismertetése. Mintaáramkör (pl. félösszeadó) megtervezése és szintetizálása.

Az integrált áramköri layout tervezésének eszközei és módszerei. A CADENCE/OPUS tervezőrendszer. Automatizált és kézi tervezés. Az IC tervezés folyamatának bemutatása on-line tantermi futtatással.

A termikus tervezés fogalma, jelentősége és motivációi. A termikus tervezés nyomtatott panel, IC és IC tok esetében. A termikus tervezés szoftver eszközei: véges elem, véges differencia, Fourier-módszer alapú megközelítés. Szimulációs programok: THERMAN, SUNRED, SYSTHERM. Az alkalmazandó program kiválasztásának szempontjai.

Az IC-k minősítése: teszt tervezés, mérőautomaták, tesztelhetőre tervezés. A mérőautomaták programozása. A boundary scan szabvány, nyomtatott panel tesztelése boundary scan útján.

A termikus minősítés eszközei IC, áramköri modul, nyomtatott panel esetén. Infravörös kamera felépítése, felbontóképessége, pontossági kérdései. Termoelemes és IR egypont-szenzoros mérések. Termikus tranziens mérés és kiértékelési módszerei.

Berendezések minősítése: biztonságtechnikai és elektromágneses kompatibilitási mérések. Szabványok, a minősítési eljárás. EMC vizsgálatok: a legfontosabb emissziós vizsgálatok (vezetett zavar és kisugárzott zavarjelek mérése), immunitási vizsgálatok (hálózat felől érkező és elektromágneses tér által okozott zavarérzékenység mérése), ESD vizsgálatok. A legfontosabb biztonságtechnikai vizsgálatok: hálózati táplálás, védőföld, mechanikai és melegedési vizsgálatok.

A tantárgy heti két óra előadás és két óra laboratóriumi gyakorlat formájában kerül lebonyolításra. A laboratóriumi gyakorlatok témái:

Áramköri szimuláció 2x2 óra

VHDL szimuláció, EPLD/FPGA tervezés 3x2 óra

Nyomtatott huzalozás tervezés (ORCAD) 3x2 óra

Termikus tervezés (panel és IC) 2x2 óra

IC minősítés mérőautomatával 1x2 óra

Termikus minősítés (infra kamera) 1x2 óra

2. A vizsgaidőszakban: a tárgyból írásbeli vizsgát tartunk (két tétel kidolgozása).

Elektronikus formában biztosítunk segédanyagot.