Belépés címtáras azonosítással
magyar nyelvű adatlap
Moduláramkörök tervezése
A tantárgy angol neve: Design of Circuit Modules
Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.
Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.
Villamosmérnöki Szak
Mikrorendszerek és moduláramkörök szakirány
Név:
Beosztás:
Tanszék, Int.:
dr. Ruszinkó Miklós
egyetemi adjunktus
Elektronikai Technológia Tsz
dr. Eged Bertalan
Szélessávú Hírközlő Rendszerek Tsz
dr. Törzsök István
dr. Németh Pál
Elektronika
Digitális technika
Elektronikai technológia
-
A tárgy célja a már megszerzett elektronikai és technológiai ismeretek integrálása, az összetett áramköri funkciókat megvalósító modulok tervezési módszereinek és eszközeinek áttekintése. Mélyebb betekintést nyújt néhány kiválasztott áramkör működésébe, ismerteti az áramkör-megvalósítási technológiáknak a konstrukciót és a méretezést befolyásoló tényezőit. Megismerteti a hallgatókat a számítógéppel segített elvi és fizikai tervezési eljárások elméleti alapjaival, algoritmusaival, a szakirány területén használt korszerű számítógépes tervező rendszerek funkcióival, felépítésével. Ismerteti a tervező és gyártó rendszerek összehangolását.
Az általános elektronikai szabályozórendszer felépítése (blokkvázlat). A valóságos alkatrészek jellemzése (paramétereik összefoglalása). A földelt emitteres erősítő feszültségerősítése, bemenő-, és kimenő-ellenállása kiszámításának különböző pontosságú módszerei. A "véletlenszerűen" összerakott földelt emitteres erősítők számításának módszere.
A műveleti erősítő működését leíró paraméterek. A műveleti erősítő belső felépítése (blokkvázlat). A differenciálerősítő kis-, és nagyjelű működése, hibáit, előnyei.
A tranzisztor különböző helyettesítő képei. Összefüggések az egyes paraméterek között. A kimeneti ellenállás oka és leírása (Early effektus). A fázisösszegző (az aktív munkaellenállással terhelt differenciálerősítő) működése, az üresjárási feszültségerősítés számítása.
A 2 és 3 tranzisztoros áramvezérelt áramgenerátorok működése, az áramáttételi tényezők és a kimenő-ellenállás számítása. A különleges (kisáramú, logaritmikus) áramvezérelt áramgenerátorok működése, az áramáttételi tényező számítása.
A műveleti meredekség erősítő (OTA) felépítése, jellemzői, alkalmazásai. A műveleti meredekség erősítővel (OTA) felépített offset-kompenzált (kapcsolóüzemű) erősítő felépítése, működése.
A műveleti erősítő belső áramköri felépítése. A munkapont-beállító áramkörök megvalósítása. A bemeneti (1.erősítő) fokozat jellemző kialakításai. A kimeneti fokozat felépítése, a rövidzárvédelem megvalósításának módszerei. Az üresjárási feszültségerősítés kiszámítása. A műveleti erősítők frekvenciafüggése.
A műveleti erősítők bemeneti- és kimeneti működési feszültség-tartományai. Különleges (1 tápfeszültséges, kis tápfeszültségű) műveleti erősítők felépítése, jellemzői. A különlegesen kis offset-feszültségű (kapcsolóüzemű) műveleti erősítők belső felépítése, jellemzői.
Az analóg feszültség-jelátvitel jellemző áramkörei. A nagy bemeneti közösmódusú-elnyomású - differencia- erősítők felépítése, működése. Az analóg áram-jelátvitel jellemző áramkörei, a 4-20mA-es áramtávadó felépítése és működése.
Az analóg/digitális átalakítók paraméterei, belső felépítésük. A feszültség/frekvencia konverter felépítése, az egyes alkatrészekkel szemben támasztott követelmények, az általuk okozott hibák.
A digitális feszültség-, és áram-jelátvitel jellemzői. Reflexiók. A szabványos (digitális) jelátviteli módszerek. Az optikai szállal történő jelátvitel alapjai. Galvanikus leválasztás.
A szimuláció alkalmazásának lehetőségei, korlátai. A virtuális műszerek (HPVEE rendszer) "filozófiai" háttere, alkalmazása.
A PIC mikrokontroller-családjának jellemzői (funkcionális egységei, tokozás, teljesítmény, sebesség, belső felépítés, blokkvázlat, programkészlet).
A számítógépes tervezőrendszer felépítése (blokkvázlat). A kapcsolási rajz szerkesztő program felépítése (programrészek, menürendszer, fontosabb funkciók). A nyomtatott huzalozás tervező program felépítése (menürendszer, fontosabb funkciók)!
A számítógépes áramkör szimuláció kezdete, fejlődése. SPICE történelem. Mérnöki fejlesztés a szimulátor segítségével. A MicroSim PSpice alapú szimulációs és fejlesztői rendszer elemei, a rendszerelemek kapcsolódása. A kapcslódó felületeken átjutó adatok, adatformátumok.
A rendszerben tárolt adatok, azok szervezése, adatbázisok. A SPICE aramkörleíró nyelv, szintaktikai alapok, tulajdonságok. Alapvető szimulációs módok. Az eredmények grafikai megjelenítése, kiértékelés.
Kapcsolási rajz szintű áramkör bevitel, részegységek kapcsolódása, hierarchikus rajzok. Grafikus elemkönyvtár szerkesztés és használat. Hardver leíró nyelv használata, keverése a kapcsolási rajzzal. Nyomtatott áramköri kimenet.
Programozható logikai áramkörök tervezése és szimulációja. Nagysebességű áramkörök, jeltisztasági problémák, jeltisztasági és post-layout szimuláció.
A HyCAD vastagréteg-IC tervező rendszer felépítése, (tervezési szabályok, algoritmusok).
Mesterséges intelligencia módszerek alkalmazása a HyCAD tervezőrendszerben.
Az elvi kapcsolási rajz tervezés módszerei, lehetőségei, funkciói. Az elvi kapcsolási rajz szimbólumok könyvtárának használata, szerkesztése.
Az elvi kapcsolási rajz ellenőrzésének módszerei. Dokumentáció-készítés a többi modulok számára.
Az elrendezés tervezés kézi és interaktív módszerei.
Az elrendezés tervezés gépi lehetőségei, stratégia-fájlok és használatuk. Kézi Layout (huzalozás) tervezés.
Interaktív huzalozás-tervezés.
Az Autorouter (stratégia-fájlok és használatuk).
Ellenőrzés (DRC), dokumentáció készítés.
Az induktivitást nem tartalmazó kapcsolóüzemű tápegységek működése. Az induktivitással terhelt kapcsolófokozat. A záró-, és nyitóüzemű DC/DC konverterek működési elve.
A nagyteljesítményű kapcsolóüzemű tápegységek felépítése, kapcsolástechnikája.
Áramköri realizációk
Suissie digitális szimulátor program.
A XILINX digitális programozható logikai áramkörcsalád.
(előadás, gyakorlat, laboratórium):
Az előadásokon elhangzó elméleti tananyagot vetített (írásvetítő) illetve a segédletben található anyagok illusztrálják. Az esettanulmányok, egy-egy konkrét áramkör tervezési menetét ismertetik.
a. A szorgalmi időszakban: 1 házi feladat
b. A vizsgaidőszakban: A vizsga alapvetően írásbeli és esetleg szóbeli részből áll. Az írásbeli rész az előadásokon elhangzott elméleti tananyag számonkérése, valamint áramköri példa megoldása. Sikertelen írásbeli esetén a hallgató nem szóbelizhet. A szóbeli vizsgán az írásbeli eredménye kis mértékben javítható, illetve rontható.
A házi feladat a szorgalmi időszak utolsó napjáig –különeljárási díj ellenében- pótolható.
A vizsganapokon 9-től 15-óráig.
A hamarosan megjelenő rövid segédlet, illetve az interneten található bővebb anyag. A rész-témakörökhöz számos könyv és jegyzet anyagai használhatók.
Kontakt óra
60
Félévközi készülés órákra
30
Felkészülés zárthelyire
Házi feladat elkészítése
20
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
..
Vizsgafelkészülés
40
Összesen
150
