Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Symulacja układów radioelektronicznych
Koordynator przedmiotu:
Daniel GRYGLEWSKI
Status przedmiotu:
Fakultatywny ograniczonego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Telekomunikacja
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne
Kod przedmiotu:
SUREL
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- udział w wykładach: 15 x 2 godz. = 30 godz., - przygotowanie do kolejnych wykładów : 5 godz. (przejrzenie materiałów z wykładu i dodatkowej literatury, próba rozwiązania miniproblemów sformułowanych na wykładzie) - udział w konsultacjach 3 X 1 godz. + 3 x 1 godz.= 6 godz., (zakładam, że student korzysta z konsultacji dotyczących zainstalowania, uruchomienia i korzystania z oprogramowania „LTSPICE”, „ADS”, „QUICKWAVE”, a ponadto z „regularnych” konsultacji 3 razy w semestrze), - realizacja zadań projektowych: 50 godz. (obejmuje także zainstalowanie oprogramowania i opanowanie umiejętności wykorzystania go do realizacji projektu oraz przygotowanie kolejnych sprawozdań), - przygotowanie do kolokwiów: 2 x 6 godz. + 2 godz. = 14 godz. (rozwiązanie zadań przedkolokwialnych, udział w konsultacjach przedkolokwialnych): Łączny nakład pracy studenta wynosi zatem: 30 + 5 + 6 + 50 + 14 = 105 godz., co odpowiada ok. 4 punktom ECTS.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- udział w wykładach: 15 x 2 godz. = 30 godz. - udział w konsultacjach 3 X 1 godz. + 3 x 1 godz.= 6 godz., (zakładam, że student korzysta z konsultacji dotyczących zainstalowania, uruchomienia i korzystania z oprogramowania „LTSPICE”, „ADS”, „QUICKWAVE”, a ponadto z „regularnych” konsultacji 3 razy w semestrze), - przygotowanie do kolokwiów 2 godz. (udział w konsultacjach przedkolokwialnych) Razem : 30 + 6 + 2 = 38 godz., co odpowiada ok. 2 punktom ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- realizacja zadań projektowych: 50 godz. (obejmuje także zainstalowanie oprogramowania i opanowanie umiejętności wykorzystania go do realizacji projektu oraz przygotowanie kolejnych sprawozdań), - udział w konsultacjach 3 X 1 godz. (zakładam, że student korzysta z konsultacji dotyczących zainstalowania, uruchomienia i korzystania z oprogramowania „LTSPICE”, „ADS”, „QUICKWAVE”) Razem : 3 + 50 = 53 godz., co odpowiada ok. 2 punktom ECTS
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład0h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Sygnały, modulacje i systemy Analiza 2 Elementy i układy elektroniczne Pola i fale (E) Teoria obwodów
Limit liczby studentów:
36
Cel przedmiotu:
Celem modułu jest zaznajomienie studentów z metodami symulacji układów elektronicznych i struktur elektromagnetycznych stosowanych w Radioelektronice. Badania symulacyjne stanowią obecnie podstawową metodę analizy i syntezy układów i struktur. Symulacja jest także istotną pomocą w zrozumieniu ich działania. Pozwalają one na przeprowadzanie eksperymentów dotyczących sprawdzenia poprawności i efektywności działania układów elektronicznych w "rzeczywistości wirtualnej", zanim powstanie ostateczna wersja działającego układu. Studenci powinni umieć samodzielnie wybrać odpowiednią metodę symulacji obwodów i umieć skorzystać z profesjonalnych pakietów symulacyjnych takich jak np. SPICE, ADS, QUICKWAVE, SONNET. Zdobyta wiedza w zakresie symulacji obwodów i struktur powinna umożliwić studentom wykonywanie projektów w ramach innych przedmiotów radioelektronicznych oraz prac inżynierskich i magisterskich.
Treści kształcenia:
Wykład 1. Symulowanie, modelowanie i optymalizacja – cele, obszary zastosowań i możliwe ograniczenia. Przegląd podstawowego oprogramowania z zakresu symulacji układów radioelektronicznych (SPICE, TOUCHSONE, LIBRA, MICROWAVE OFFICE, ADS). Obsługa wybranych symulatorów z poziomu użytkownika. (4godz) 2. Opis elementów elektronicznych stosowany w symulatorach obwodowych. (2godz) 3. Numeryczna analiza DC – stałoprądowe modele elementów aktywnych. (2 godz.) 4. Małosygnałowe modelowanie diod i tranzystorów powszechnie wykorzystywanych w układach radioelektronicznych (2 godz.). 5. Analiza wielkosygnałowa w dziedzinie czasu i częstotliwości (Harmonic Balance) (2 godz.) 6. Symulowanie obwodów w stanie nieustalonym – analiza chwilowa (2 godz.). 7. Projektowanie wybranych układów przy pomocy (w środowisku) symulatorów obwodowych takich jak SPICE, ADS, MWO.(6 godz.) 8. Wielowymiarowe symulatory z zakresu modelowania elektromagnetycznego – zakres stosowania w syntezie układów radioelektronicznych (4godz); 9. Metody opisu typowych problemów elektromagnetycznych w radioelektronice za pomocą symulatorów falowych.(6 godz.) Projekty: Dla ugruntowania wiedzy nabytej w trakcie wykładów przewidziano dla każdego ze studentów 2 projekty dotyczące zagadnień związanych z modelowaniem wybranych obwodów i struktur radioelektronicznych. Zakończenie projektu ma miejsce podczas spotkania z prowadzącym, na którym studenci prezentują raport pisemny zawierający wyniki przeprowadzonych symulacji. Zadanie 1: Przeprowadzenie symulacji i ewentualnej optymalizacji zadanego obwodu w symulatorze obwodowym SPICE lub ADS Zadanie 2: Przeprowadzenie symulacji wybranej struktury radioelektronicznej za pomocą oprogramowania QUICKWAVE.
Metody oceny:
1. Zaliczenie przedmiotu wymaga uzyskania minimum 51 punktów podczas semestru. 2. Maksymalna liczba punktów do zdobycia to 100 3. Podczas wykładów, po zakończeniu 2 dwóch głównych działów odbędą się 2 kolokwia z których można uzyskać po 30 punktów 4. Pozostałe 40 punków przypada, po równo, na 2 z projekty wykonywane przez studentów Skala ocen: 0-50 p. ocena 2 51-60 p. ocena 3 61-70 p. ocena 3.5 71-80 p. ocena 4 81-90 p. ocena 4.5 91-100 p. ocena 5
Egzamin:
nie
Literatura:
1. J. Porębski, P. Korohoda. SPICE Program Analizy Nieliniowej Układów Elektronicznych. USE, WNT, Warszawa 1992 2. Praca zbiorowa pod. Red. M. Matuszyka. Symulacja Układów Elektronicznych PSpice Pakiet DESIGN Center, EDU-MIKOM, Warszawa1996 3. ADS MANUAL - strona internetowa - WWW.agilent.com 4. Pomoc typu "on line" programu ADS 5. T. Morawski, W. Gwarek, Pola i Fale elektromagnetyczne - roz. 11, WNT,Warszawa
Witryna www przedmiotu:
www.elka.pw.edu.pl
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
student, który zaliczył przedmiot zna koncepcję, strukturę oprogramowania z zakresu modelowania elektromagnetycznego oraz symulowania układów radioelektronicznych w dziedzinie czasu i częstotliwości
Weryfikacja: kolokwium1
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W03, K_W06, K_W07, K_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG
Charakterystyka W2
student, który zaliczył przedmiot posiada wiedzę o obszarach zastosowań i przyczynach ograniczeń symulacyjnych metod analizy i syntezy obwodów oraz struktur radioelektronicznych (analiza DC, AC małosygnałowa z wykorzystaniem opisu macierzowego, analiza chwilowa "Transient" i równoważenia harmonicznych " Harmonic Balance"
Weryfikacja: kolokwium 1
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W03, K_W06, K_W07, K_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG
Charakterystyka W3,projekt (zad.1)
student, który zaliczył przedmiot nabył wiedzę o metodach numerycznej optymalizacji powszechnie implementowanych w symulatorach obwodów m.in. radioelektronicznych
Weryfikacja: kolokwium 1
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W03, K_W06, K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG
Charakterystyka W4
student, który zaliczył przedmiot wie jak opisać i sformułować podstawowe problemy elektromagnetyczne rozwiązywane za pomocą falowych symulatorów elektromagnetycznych
Weryfikacja: kolokwium 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03, K_W06, K_W07, K_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
student, który zaliczył przedmiot potrafi zastosować odpowiedni typ analizy (mało- lub wielkosygnałowa) dla wyznaczenia zadanego parametru lub założonej charakterystyki układu wykonać symulację za pomocą oprogramowania SPICE, ADS, MWO
Weryfikacja: kolokwium1, projekt (zad.1)
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07, K_U09, K_U10, K_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.3.o, I.P6S_UW, III.P6S_UW.4.o, III.P6S_UW.1.o
Charakterystyka U2
student, który zaliczył przedmiot umie skorzystać z dostępnych w danym środowisku symulatora modeli elementów pasywnych i aktywnych dla założonego rodzaju analizy lub potrafi samodzielnie opracować potrzebny model
Weryfikacja: kolokwium1, projekt (zad.1)
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07, K_U09, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o
Charakterystyka U3
student, który zaliczył przedmiot potrafi przeprowadzić analizę zadanej struktury za pomocą wybranego symulatora falowego oraz zinterpretować wynik obliczeń
Weryfikacja: kolokwium2 projekt (zad.2)
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07, K_U09, K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K1
student, który zaliczył przedmiot potrafi pracować indywidualnie i w zespole oraz określić priorytety niezbędne do realizacji postawionych przed nim i grupą zadań
Weryfikacja: projekt (zad.1 i 2)
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K03, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: