następny punkt » |
Świat elektroniki jest szalenie interesującym obszarem, który pozwala nie tylko na przedstawienie, opisanie, ale i projektowanie układów elektronicznych. Jest w nim miejsce na jakościowe podejście teoretyka i ilościowe podejście inżyniera, który projektuje układ o określonych parametrach. Materiałowi zawartemu w tym kursie przyświeca wyraźny cel połączenia szerokiego spojrzenia teoretyka, znającego podstawowe prawa elektryczności i magnetyzmu ze zdyscyplinowaniem inżyniera projektanta. W ten sposób elektronika staje się stosunkowo prostą sztuką, a mianowicie kombinacją pewnych praw podstawowych jak prawo Ohma czy prawa Kirchhoffa, algebry dostosowanej do tych praw oraz reguł opartych na doświadczeniu.
Od słuchaczy wymagana jest znajomość zagadnień elektryczności i magnetyzmu na poziomie szkoły średniej oraz wybranych narzędzi matematycznych z analizy i algebry, poznanych na semestrach 1 i 2 studiów internetowych, takich jak umiejętność różniczkowania i całkowania, rachunek macierzowy i algebra liczb zespolonych. Kurs stanowił będzie kompendium niezbędnej wiedzy elektronicznej dla studenta studiów inżynierski w zakresie informatyki. Łączy w sobie wiedzę z takich przedmiotów elektronicznych jak: "Podstaw elektrotechniki", "Teorii obwodów", "Elementów i przyrządów półprzewodnikowych oraz "Analogowych układów elektronicznych".
Celem kursu jest przedstawienie wiadomości teoretycznych i wyrobienie umiejętności dotyczących:
Środki do realizacji tych celów są następujące:
Poszczególne wykłady składające się na niniejszy kurs pozwalają poznać kolejno najistotniejsze problemy związane z elektroniką. Na wstępie przypomniano wybrane zagadnienia z elektryczności (wykład I). Problem modelowania zjawisk elektrycznych zawarto w wykładzie II. Przedstawiono pojęcia podstawowe takie jak: element, obwód i układ, prądowe i napięciowe prawa Kirchhoffa. Wprowadzono modele zjawisk fizycznych: zamiany energii elektrycznej na cieplną, gromadzenia i przechowywania energii elektrycznej i energii magnetycznej oraz oddziaływania pola magnetycznego. Wprowadzono źródła napięciowe i prądowe jako elementy dostarczające energię do obwodów. W kolejnych dwóch wykładach (III i IV) przedstawiono odpowiednio metody analizy układów: liniowych i nieliniowych prądu stałego oraz analizy liniowych układów prądu sinusoidalnie zmiennego. W tym ostatnim dokonano analizy na płaszczyźnie zmiennej zespolonej oraz opisano zjawiska rezonansu prądów i napięć. Te pierwsze cztery wykłady stanowią bazę, której poznanie i zrozumienie jest konieczne dla każdego, kto chce się zajmować układami elektronicznymi.
Wykład V zawiera zagadnienia związane z metrologią elektryczną. Omawia charakterystyki wielkości mierzonych i metody pomiarowe. Prezentuje podstawowe przyrządy pomiarowe, wykorzystywane później w części laboratoryjnej kursu. W następnym wykładzie (VI) przedstawiono elementy i przyrządy półprzewodnikowe oraz technologie realizacji układów scalonych.
Kolejne sześć wykładów (od VII do XII) poświecone są wzmacniaczom. W dwóch pierwszych omówiono podstawowe wzmacniacze tranzystorowe i wzmacniacze napięcia i prądu stałego. Wykład X przedstawia problemy sprzężenia zwrotnego we wzmacniaczach, a szczególnie wpływ tego sprzężenia na wzmocnienie i szerokość pasma wzmacniacza i jego stabilność. W dwóch ostatnich wykładach zawarto omówienie budowy i struktury wzmacniaczy operacyjnych i praktyczne ich zastosowania w układach z zewnętrznym sprzężeniem zwrotnym. Wykład IX zawiera opis i zastosowanie programu PSpice do analizy i symulacji układów elektronicznych, który to program będzie wykorzystany w zajęciach laboratoryjnych i projektowych.
Wykład XIII omawia zjawisko generowania drgań elektrycznych i opisuje budowę generatorów przebiegów sinusoidalnych i prostokątnych. Ostatnie dwa wykłady (XIV i XV) poświecone zostały problemom zasilania układów elektronicznych. Przedstawiono w nich układy prostownicze i filtrujące oraz stabilizatory napięcia i prądu stałego. Na końcu za reprezentowano zasadę działania zasilaczy impulsowych, które znajdują zastosowanie w sprzęcie komputerowym.
Po każdym wykładzie podano po kilka pytań i problemów do samodzielnego rozwiązania. Gorąco zachęcamy do ich rozwiązania.
Materiał kursu podzielono na wykłady ze względu na poruszaną tematykę. Stąd faktyczny czas potrzebny na zapoznanie się z materiałem zawartym w poszczególnych wykładach może być różny.
Zainteresowanych pogłębieniem wiadomości przedstawionych w niniejszym kursie odsyłamy do podanej literatury pomocniczej. Istnieje również możliwość korzystania z konsultacji za pomocą poczty elektronicznej (za wyjątkiem okresów urlopowych) pod adresami: jbober@ise.pw.edu.pl oraz kuba@ise.pw.edu.pl. Będziemy wdzięczni za wszystkie uwagi i propozycje zmian, które prosimy kierować na te adresy.
Przedstawiony materiał teoretyczny wyjaśnia podstawowe pojęcia, sposoby opisu i analizy wykorzystywane do omawianych w nim układów elektronicznych. Rachunkowe umiejętności, poznanie w praktyce działania i parametrów rzeczywistych układów elektronicznych oraz sposobu ich inżynierskiego projektowania będziecie mogli Państwo zdobyć w trakcie pobytu w PJWSTK na zjeździe ćwiczeniowo-laboratoryjnym.
następny punkt » |