Podstawy Elektroniki

Wykład kursowy

Wykład:           15godz,

Pracownia:       45godz,

Zakończenie:    zaliczenia pracowni

Prowadzący:    dr inż. Janusz J. Młodzianowski, Zakład Dydaktyki Fizyki

Cel wykładu:

·      Przedstawienie wybranych zagadnień dotyczących budowy i działania podstawowych układów elektronicznych.

·      Przedmiot uzupełniony jest pracownią elektroniczną, na której studenci będą mieli możliwość zapoznania się z praktyką konstrukcji elektronicznych

Ramowy plan zajęć

1. Prawa Kirchhoffa, Prawo Ohma, Zasada Thevenina.

Podstawowe zależności między napięciem i prądem, rezystor, kondensator, induktor. Impedancja. Źródło napięciowe i prądowe. Symbole elementów. Łączenie równoległe i szeregowe impedancji. Dzielnik napięciowy.

2. Dioda półprzewodnikowa.

Praktyczny model diody i jej zastosowania. Rodzaje diod i ich zastosowania. Parametry eksploatacyjne. Podstawowe układy zasilacza z transformatorem sieciowym i prostownikiem.

3. Obwody prądu zmiennego.

Uogólnione prawo Ohma. Układ całkujący i różniczkujący. Wykres wskazowy. Charakterystyki częstotliwościowe i fazowe. Pasmo, punkt -3dB. Pobudzenie impulsowe, uskokiem i przebiegiem okresowym. Rezonans, dobroć. Filtry. Zarys teorii czwórników.

4. Tranzystor.

Zasada działania tranzystora. Praktyczny model i parametry. Wzmocnienie. Polaryzacja tranzystora bipolarnego. Charakterystyki prądowo-napięciowe. Punkt pracy. Model małosygnałowy. Parametry tranzystorów. Analiza wtórnika tranzystorowego. Analiza wzmacniacza w układzie wspólnego emitera.

5. Wzmacniacz operacyjny.

Zasada działania wzmacniacza operacyjnego. Sprzężenie zwrotne. Wzmacniacz odwracający i nieodwracający. Impedancja wejściowa i wyjściowa. Pasmo. Układ różniczkujący, całkujący, logarytmujący, ogranicznik, komparator, detektor, klucz analogowy. Zastosowanie wzmacniacza operacyjnego w układzie stabilizatora napięcia.

6. Układy cyfrowe.

Tranzystor jako element przełączający. Budowa i działanie bramki NAND z serii 74. Podstawowe funktory logiczne. Parametry eksploatacyjne układów TTL, HCT i CMOS.

Pojęcie układu kombinacyjnego i sekwencyjnego. Układy funkcyjne MSI: koder, multiplekser, demultiplekser, komparator, sumator. Przerzutnik, licznik, rejestr. Jednostka arytmetyczno logiczna. Układy dużej skali integracji. Synteza funkcji logicznych. Postać kanoniczna. Układy logiki programowalnej.

7. Przetworniki ADC i DAC.

Podstawowe układy tworzące przetwornik. Dokładność, liniowość. Parametry wybranych przetworników. Budowa prostego woltomierza cyfrowego.

8. Układy mikroprocesorowe.

Budowa i zasada działania mikroprocesora. Szyna danych, adresowa, sygnały kontrolne. Rodzaje pamięci półprzewodnikowych. Schemat blokowy mikroprocesora iAPX86.

Literatura podstawowa i uzupełniająca:

1.   P. Horowitz, W. Hill, ”Sztuka elektroniki.”, WKŁ 1995.

2.   L. Grabowski, ”Pracownia elektroniczna.”, WSiP 1999.

3.   R. Zielonko et al., ”Laboratorium z podstaw miernictwa.”, Wydawnictwo PG, 1998.

4.   M. Nadachowski, Z. Kulka, ”Analogowe układy scalone.”, WKL 1979.

5.   J. Pieńkoś, J. Turczyński, ”Układy TTL w systemach cyfrowych.”, WKŁ 1980.

6.   P. Metzger, A. Jełowiecki, ”Anatomia PC”,

7.   R. Śledziewski, ”Elektronika dla fizyków.”, PWN 1982.

8.   Informacje dostępne w Internecie.