Podstawy elektroniki dla NANO 0800-NPOEL

Celem wykładu jest przekazanie podstawowej wiedzy dotyczącej wykorzystania podstawowych praw elektryczności i magnetyzmu do analizy i modelowania prostych obwodów elektrycznych prądu stałego i zmiennego.
Zagadnienia dotyczące układów analogowych: wiadomości z zakresu zasad działania wzmacniaczy elektronicznych, generatorów, budowy i działania scalonych układów analogowych oraz ich zastosowania, stabilizatory i zasilacze, przetworniki A/C i C/A. Przedstawiane są również podstawowe wiadomości dotyczące budowy, działania i zastosowania elementów i układów cyfrowych. Omawiane są następującezagadnienia:
1) Podstawowe pojęciaelektroniki.
2) Prawa opisujące obwody elektryczne – prawo Ohma, prawa Kirchhoffa.
3) Podstawy analizy fourierowskiej sygnałówelektrycznych.
4) Podstawowe urządzenia pomiarowe i diagnostyczne (w tym oscyloskopy analogowe icyfrowe).
5) Układy wykorzystujące elementy bierne: R L oraz C, w obwodach prądu stałego isinusoidalnego.
6) Elementy teorii istotne dla zrozumienia działania elementów półprzewodnikowych.
7) Elementy półprzewodnikowe: złącze p-n, diody półprzewodnikowe i tranzystory. Charakterystyki prądowo- napięciowe, rodziny charakterystyk, prosta pracy i punkt pracy tranzystora.
8) Wzmacniacze tranzystorowe: wzmacniacz w układzie ze wspólnym emiterem (WE), kolektorem (WK) i bazą (WB), klasy wzmacniaczy tranzystorowych, wzmacniacze mocy, wzmacniacze rezonansowe z filtrami LC, wzmacniacz różnicowy(tranzystorowy).
9) Obwody nieliniowe - powielanie i mieszanie częstotliwości, modulacja idetekcja.
10) Wzmacniacze operacyjne i ich zastosowania - model idealny, wzmacniacz odwracający, nieodwracający, wtórniknapięciowy,
przetwornik prąd-napięcie, wzmacniacz sumujący i odejmujący, różniczkujący i całkujący, logarytmujący i wykładniczy, filtry aktywne. komparatory.
11) Generatory drgań sinusoidalnych – warunek generacji. Generatory LC, kwarcowe, generatoryRC.
12) Generatory przebiegów niesinusoidalnych – generator samodławny, bootstrap, generatorfunkcyjny.
13) Układy przerzutnikowe – przerzutniki bistabilne, monostabilne i astabilne, z tranzystorami nasyconymi i ze sprzężeniememiterowym.
14) Układy zasilające (liniowe i impulsowe) - transformatory, układy prostujące, stabilizatory napięcia , zasilaczeregulowane.
15) Układy cyfrowe – elementy opisu teoretycznego, funkcje i bramki logiczne, przerzutniki, liczniki, zasady przetwarzania analogowo-cyfrowego, przetworniki cyfrowo-analogowe (DAC) i analogowo-cyfrowe(ADC).
16) Szumy i zakłócenia w układach elektronicznych, kompatybilność elektromagnetyczna – źródła i rodzaje szumów, zakłócenia i sposoby ich eliminacji, kompatybilność elektromagnetyczna. Wpływ pól elektromagnetycznych.
17) Wybrane czujniki wielkości fizycznych – budowa i działanie, przykładowe układypomiarowe.

Zajęcia laboratoryjne polegają na wykonaniu określonej liczby ćwiczeń praktycznych na specjalnie przygotowanych stanowiskach doświadczalnych wyposażonych w układy elektroniczne i sprzęt diagnostyczno-pomiarowy. Przygotowanie do zajęć polega na samodzielnym zapoznaniu się z instrukcją do ćwiczenia i ewentualnym uzupełnieniu wiedzy w oparciu o materiał z wykładu i literaturę. Badaniu i pomiarom według zaleceń instrukcji poddawane są (gotowe lub montowane przez uczestniczących w zajęciach) obwody i układy ilustrujące najbardziej podstawowe zagadnienia elektroniki (m. in. filtrowanie, wzmacnianie i generacja sygnałów,stabilizacjaizasilanie,prosteukładynieliniowe,analiza
harmoniczna sygnałów). Praca w pracowni jest samodzielna - ćwiczenie wykonywane jest przez jedną osobę - pod opieką prowadzących zajęcia. Następnie, w domu, uczestnicy przygotowują sprawozdania obejmujące opis obserwacji, opracowane dane pomiarowe z uwzględnieniem niepewności oraz wnioski na temat ich zgodności zoczekiwaniami.