Wzmacniacz o wysokiej impedancji wejściowej do wektorowych pomiarów napięć zmiennych dla częstotliwości do 100 MHz.

Transkrypt

1 Tematy prac dyplomowych inżynierskich dla studentów kierunku Elektronika i Telekomunikacja do realizacji na sem. 7 r. ak. 2018/2019 w Katedrze Systemów Mikroelektronicznych Gdańsk, Implementacja algorytmu Deep Learning do zastosowań medycznych z wykorzystaniem układów FPGA oraz płytki TYSOM firmy Aldec z układem xc7z Wzmacniacz o wysokiej impedancji wejściowej do wektorowych pomiarów napięć zmiennych dla częstotliwości do 100 MHz. 3. Stanowisko laboratoryjne z oprogramowaniem do wyznaczania stałoprądowych parametrów diod i tranzystorów z wykorzystaniem przyrządu KEITHLEY 2604B. 4. Programowalny dzielnik częstotliwości. 5. Kontroler do zasilacza impulsowego. 6. Przestrajany generator do pętli PLL. 7. Sprzętowy tor przetwarzania obrazu w układzie FPGA. 8. Pomiar temperatury z wykorzystaniem czujnika z interfejsem 1-wire. 9. Układ nadzoru zasilania przeznaczony do zastosowania na płytkach rozwojowych. 10. Projekt prostej gry z wykorzystaniem systemu wbudowanego z soft procesorem NIOS II. 11. Niskoenergetyczny komparator analogowy dla przetworników analogowo-cyfrowych w sensorach obrazu CMOS. 12. Badanie układów stabilizacji składowej wspólnej napięcia wyjściowego w różnicowych wzmacniaczach CMOS. 13. Mikroprocesorowy sterownik pompy cyrkulacyjnej ciepłej wody użytkowej. 14. Projekt 6-bitowego przetwornika analogowo cyfrowego typu flash w technologii CMOS AMS 180nm. 15. Sprzętowy akcelerator do przetwarzania wyrażeń regularnych zrealizowany w oparciu o płytę prototypową Virtex2Pro FPGA. 16. Energooszczędny stabilizator zasilania bateryjnego dla urządzeń o małym poborze mocy zapewniający możliwość pełnego rozładowania baterii. 17. Cztero-kwadrantowy zasilacz laboratoryjny. 18. Analiza struktur konwerterów w projektowaniu prostowników RF-DC o poszerzonym paśmie pracy. 19. Projektowanie zminiaturyzowanego prostownika o poszerzonym paśmie pracy do konwersji energii RF na DC.

2 Wzmacniacz o wysokiej impedancji wejściowej do wektorowych pomiarów napięć zmiennych dla częstotliwości do 100 MHz. High input impedance amplifier for vector measurements of voltages for frequencies up to 100 MHz. dr hab. inż. Piotr Płotka dr hab. inż. Piotr Płotka Układ wzmacniacza włączanego między badany element a oscyloskop, służący do pomiaru amplitud i faz składowych zmiennych napięć o wartości kilku miliwoltów w zakresie częstotliwości 10 khz 100 MHz. Wzmacniacz ma izolować badany element od wpływu impedancji wejściowej linii współosiowej z dołączonym oscyloskopem. 1. Zapoznanie się z właściwościami szerokopasmowych wzmacniaczy scalonych i tranzystorów MOS w zależności od częstotliwości sygnału. 2. Wybór elementów, projekt i uruchomienie układu wzmacniacza. 3. Zastosowanie czterech takich wzmacniaczy dla wyznaczania zależności modułów i faz prądów i napięć wejściowych i wyjściowych od częstotliwości sygnału w przykładowym stopniu wzmacniającym z tranzystorem bipolarnym. 1. Karty katalogowe wybranych układów scalonych i elementów j. angielski. 2. P. Staric, E. Margan, Wideband Amplifiers, Springer D. Leblebici, Y. Leblebici, Fundamentals of High-Frequency CMOS Analog Integrated Circuits, Cambridge Univ. Press, E. Stolarski, Miernictwo Tranzystorowe, WNT, Warszawa Ch.C. Hu, Półprzewodniki. Nowoczesne rozwiązania w układach scalonych, Helion 2016 Stanowisko laboratoryjne z oprogramowaniem do wyznaczania stałoprądowych parametrów diod i tranzystorów z wykorzystaniem przyrządu KEITHLEY 2604B. Laboratory setup including software for determination of basic DC parameters of diodes and transistors using a KEITHLEY 2604B instrument. dr hab. inż. Piotr Płotka dr hab. inż. Piotr Płotka Program na komputer osobisty do pomiaru i wizualizacji statycznych charakterystyk diod i tranzystorów MOS i bipolarnych w laboratorium studenckim w szerokim zakresie prądów i napięć z automatycznym doborem zakresu pomiarowego. Program powinien umożliwiać określenie podstawowych parametrów stałoprądowych modeli przyrządów. 1. Zapoznanie się z działaniem trzykanałowego źródła napięcia lub prądu z miernikiem prądu lub napięcia KEITHLEY 2604B i pomiary z firmowym oprogramowaniem. 2. Opracowanie algorytmów pomiarów charakterystyk wejściowych, wyjściowych i przejściowych z automatycznym doborem zakresów pomiarowych. 3. Napisanie procedury realizującej ten algorytm. 4. Opracowanie procedury wizualizacji wyników. 5. Opracowanie algorytmów wyznaczania podstawowych parametrów stałoprądowych modeli diod, tranzystorów MOS i tranzystorów bipolarnych na podstawie wyników pomiarowych. 6. Napisanie procedury realizującej ten algorytm.

3 7. Opracowanie procedury jednoczesnej wizualizacji charakterystyk pomierzonych i modelowanych. 1. KEITHLEY instrukcje obsługi i programowania działania trzykanałowego źródła napięcia lub prądu z miernikiem prądu lub napięcia KEITHLEY 2604B j. angielski 2. Karty katalogowe wybranych tranzystorów i układów scalonych j. angielski 3. E. Stolarski, Miernictwo Tranzystorowe, WNT, Warszawa D. K. Schroder, "Semiconductor Material and Device Characterization", 3. wyd., Wiley, Ch.C. Hu, Półprzewodniki. Nowoczesne rozwiązania w układach scalonych, Helion 2016 Implementacja algorytmu Deep Learning do zastosowań medycznych z wykorzystaniem układów FPGA oraz płytki TYSOM firmy Aldec z układem xc7z030. Implementation algorithm of deep learning for medical solution, using FPGA logic, based on TYSOM Aldec board and chip Zynq xc7z030. prof. dr hab. inż. Stanisław Szczepański mgr inż. Wojciech Żebrowski (Alatek) Celem pracy jest przygotowanie algorytmu uczącego sztuczną sieć do zastosowań medycznych. Opracowany algorytm powinien zostać zaimplementowany w urządzeniu z procesorem Cortex A9 i umożliwiać wykorzystanie algorytmu w systemie operacyjnym Linux (Petalinux lub ubuntu). 1. Opracowanie algorytmu deep learning z użyciem warstw i funkcji dostępnych w oprogramowaniu Caffe Model. 2. Zaprojektowanie systemu z użyciem bazy zdjęć. 3. Wykonanie modelu fizycznego w postaci programu implementowalnego do FPGA jako IPcore, część warstwy fizycznej przetwarzana przez procesor Cortex A9). 4. Opracowanie sterowników dla systemu operacyjnego Linux. 5. Przyśpieszenie aplikacji z użyciem środowiska Xilinx SDSOC, SDAccel. 6. Wizualizacja wyników działania algorytmu aplikacja Android. 1. Louise H.Crockett Ross A. Elliot Martin A. Enderwitz Robert W. Stewart Department of Electronic and Electrical Engineering University of Strathclyde Glasgow, Scotland, UK Embedded Processing with the ARM Cortex -A9 on the Xilinx Zynq All Programmable SoC.edition 1 year Bruce Eckel - Thinking In C Edycja Polska Peter Flake System Verilog for Design rok Roman Wantoch-Rekowski Android w praktyce : projektowanie aplikacji rok Projekt dotyczy algorytmu uczącego w sytuacji kiedy założenia nie są sztywno zdefiniowane, wykrywanie zmian na zdjęciach medycznych typu RTG z użyciem logiki FPGA i procesora Cortex A9.

4 Programowalny dzielnik częstotliwości. Programmable frequency divider. dr hab. inż. Grzegorz Blakiewicz Należy zaprojektować programowalny dzielnik częstotliwości oraz współpracujący z nim wzmacniacz w technologii CMOS. Funkcją wzmacniacza jest zwiększenie amplitudy sygnału wejściowego do poziomu pozwalającego na prawidłowa pracę dzielnika. Podział częstotliwości powinien być programowany w zakresie od 2 4 do 2 10 z krokiem 1, maksymalna częstotliwość sygnału wejściowego 100 MHz, a amplituda w zakresie od 30 mv do 900 mv, napięcie zasilania układu 1.8 V. Dzielnik może być zaprojektowany w dowolnej technice układów cyfrowych, np. statycznych, dynamicznych, synchronicznych lub asynchronicznych. 1. Zapoznanie się z budową, parametrami elektrycznymi oraz metodami projektowania wzmacniaczy i dzielników częstotliwości. 2. Opracowanie schematu elektrycznego wzmacniacza oraz dzielnika częstotliwości 3. Opracowanie topografii masek wzmacniacza oraz dzielnika w technologii CMOS 180 nm lub 350 nm. 4. Wykonanie symulacji weryfikujących poprawność działania zaprojektowanego układu. 5. Przygotowanie dokumentacji technicznej wykonanego projektu. 1. N. Weste, D. Harris CMOS VLSI Design, Pearson Education Inc M. Barski, W. Jędruch Układy cyfrowe. Podstawy projektowania i opisy w języku VHDL, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, P. Gajewski, J. Turczyński Cyfrowe układy scalone CMOS, WKŁ Kontroler do zasilacza impulsowego. Controller for switching-mode power supply dr hab. inż. Grzegorz Blakiewicz Należy zaprojektować kontroler w technologii CMOS do zasilacza impulsowego, o parametrach: napięcie wejściowe od 2 V do 3.3 V, napięcie wyjściowe 1.8 V. 1. Zapoznanie się z budową, parametrami elektrycznymi oraz metodami projektowania przetwornic impulsowych. 2. Opracowanie schematu elektrycznego kontrolera składającego się z modulatora szerokości impulsów (PWM) oraz wzmacniacza błędu. 3. Opracowanie topografii masek kontrolera do technologii CMOS 180 nm lub 350 nm. 4. Wykonanie symulacji weryfikujących poprawność działania zaprojektowanego kontrolera. 5. Przygotowanie dokumentacji technicznej wykonanego projektu.

5 1. Ö. Ferenczi, Zasilanie układów elektronicznych Zasilacze impulsowe, WNT Warszawa U. Tietze, Ch. Schenk Układy półprzewodnikowe, WNT M. K. Kazimierczuk, Pulse-width Modulated DC-DC Power Converters, Wiley W. Janke: Impulsowe przetwornice napięcia stałego, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin Przestrajany generator do pętli PLL. Tunable oscillator for PLL loop. dr hab. inż. Grzegorz Blakiewicz Należy zaprojektować przestrajany generator do pętli PLL. Projektowany układ ma wykorzystywać zintegrowaną cewkę spiralną oraz programowalną lub przestrajaną pojemność. Generator powinien wytwarzać falę sinusoidalną o częstotliwości 650 MHz, przestrajaną w granicach co najmniej +/- 2%. Projekt powinien zawierać schemat oraz topografię masek układu scalonego w technologii 180 nm. 1. Zapoznanie się z zasadą działania i metodami projektowania generatorów LC; 2. Opracowanie schematu generatora i wykonanie serii symulacji komputerowych weryfikujących działanie układu; 3. Opracowanie topografii masek układu scalonego w technologii 180 nm i wykonanie symulacji po ekstrakcji parametrów układu; 4. Przygotowanie dokumentacji technicznej generatora. 1) B. Razavi, Design of analog CMOS integrated circuits, Mc- Graw-Hill, 2001; 2) M. Jeżewski, W. Szkudliński, Generatory synchronizowane i ich zastosowania, WNT 1981; Sprzętowy tor przetwarzania obrazu w układzie FPGA. Hardware video processing path in FPGA. dr hab. inż. Marek Wójcikowski, prof. nadzw. PG dr inż. Marek Wójcikowski Celem pracy jest opracowanie, realizacja i przetestowanie sprzętowych modułów wchodzących w skład toru przetwarzania obrazu na platformie wbudowanej, z wykorzystaniem układu FPGA i płytki prototypowej ML ) Zapoznanie się z systemem ISE/XPS firmy Xilinx. 2) Opracowanie i realizacja modułu wyjścia wideo. 3) Opracowanie i realizacja modułu wejścia wideo. 4) Opracowanie i realizacja modułu cyfrowego przetwarzania obrazu. 5) Testowanie i pomiary opracowanych modułów

6 1. Dokumentacja systemu EDK 2. Dokumentacja platformy ML505 z układem FPGA Virtex Owen Mark, Przetwarzanie sygnałów w praktyce, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Wymagana znajomość języków HDL(VHDL lub Verilog) i C/C++. Pomiar temperatury z wykorzystaniem czujnika z interfejsem 1-wire. Temperature measurement using the sensor with 1-wire interface. dr hab. inż. Marek Wójcikowski, prof. nadzw. PG dr inż. Marek Wójcikowski Celem pracy jest opracowanie stanowiska laboratoryjnego do laboratorium układów programowalnych wykorzystujące ciekawą aplikację wybranego układu z interfejsem 1-wire (np. czujnik temperatury DS18B20). 1. Zapoznanie się z systemem ISE/XPS firmy Xilinx i uruchomienie bazowego systemu mikroelektronicznego. 2. Zapoznanie się ze sposobem podłączania urządzeń do magistrali PLB. 3. Opracowanie koncepcji stanowiska laboratoryjnego. 4. Wykonanie modułów sprzętowych realizujących wybrane funkcjonalności interfejsu 1-wire na płytce Spartan-3 Board. 5. Testowanie i pomiary oraz przygotowanie dokumentacji. 1. Dokumentacja systemu EDK 2. Dokumentacja platformy Spartan 3 Board Wymagana znajomość języków HDL(VHDL lub Verilog) i C/C++. Układ nadzoru zasilania przeznaczony do zastosowania na płytkach rozwojowych. Power supply management circuit for use in developement boards. dr hab. inż. Bogdan Pankiewicz, prof. nadzw. PG Obecnie spotykane płytki rozwojowe są zazwyczaj zasilane poprzez złącze USB (które pełni równocześnie funkcje komunikacyjne) lub/oraz poprzez dodatkowe złącze zasilające często wraz z dodatkowym stabilizatorem. Celem niniejszej pracy jest opracowanie schematów elektrycznych oraz montaż i uruchomienie 2 modułów układów nadzorczych dostarczania napięcia zasilającego do obwodów płytki rozwojowej. Pierwszy moduł powinien być minimalistyczny w formie i powinien realizować tylko bezpieczne przełączanie źródeł zasilania. Natomiast drugi moduł powinien być układem z możliwością programowania priorytetów przełączania zasilania (w przypadku podłączenia obu źródeł) oraz powinien umożliwiać pomiar napięć i prądów zasilających oraz prezentację tych parametrów na wyświetlaczu LCD.

7 1. Zapoznanie się z problemem. 2. Wykonanie projektów elektrycznych. 3. Wykonanie projektów PCB. 4. Montaż i uruchomienie modułów. 5. Pomiary parametrów modułów oraz opracowanie dokumentacji. 1) T. Francuz, "AVR praktyczne projekty", Helion ) M. Kardaś, "Mikrokontrolery AVR, Język C-podstawy programowania", Atnel ) Strona domowa firmy ATMEL 4) M. Brown, "Power supply cookbook", Newnes, Projekt prostej gry z wykorzystaniem systemu wbudowanego z soft procesorem NIOS II. Simple computer game design using NIOS II embedded system. dr hab. inż. Bogdan Pankiewicz, prof. nadzw. PG Celem pracy jest wykonanie projektu prostej gry z wykorzystaniem płytki rozwojowej MAXimator produkcji firmy KAMAMI zawierającej układ FPGA z rodziny Intel MAX10. W ramach pracy należy zaprojektować prosty ekran z programowalnych diod LED (ok. 16x16 pikseli) oraz kikuprzyciskową klawiaturę. Sterowanie diodami ma być realizowane poprzez system wbudowany z wykorzystaniem soft procesora NIOS II. 1. Zapoznanie się z problemem. 2. Wykonanie projektu systemu wbudowanego. 3. Wykonanie projektu elektrycznego tablicy LED i klawiatury. 4. Wykonanie projektu PCB. 5. Montaż i uruchomienie modułu. 1) B. Pankiewicz, M. Wójcikowski, "Języki modelowania symulacji", Wydawnictwo PG, ) Strona domowa - kursy dotyczące systemów wbudowanych z wykorzystaniem soft procesora NIOS II. 3) M. Zwoliński, "Projektowanie układów cyfrowych z wykorzystaniem języka VHDL", WKiŁ. Niskoenergetyczny komparator analogowy dla przetworników analogowo-cyfrowych w sensorach obrazu CMOS. A low-energy analogue comparator for analogue-to-digital converters in CMOS image sensors. dr inż. Waldemar Jendernalik Celem pracy jest zaprojektowanie komparatora analogowego dedykowanego dla przetworników analogowo-cyfrowych (A/C) implementowanych w sensorach obrazu CMOS. Komparator powinien charakteryzować się: (i) znacznie niższym poborem energii na konwersję A/C w porównaniu do znanych rozwiązań, (ii) rozdzielczością wystarczającą do pracy w przetworniku 9 bitowym. Projekt ma być wykonany w oprogramowaniu Cadence Virtuoso zgodnie z technologią CMOS 0,18 µm austriamicrosystems.

8 1. Zapoznanie się z przetwornikami A/C typu slope; 2. Rozpoznanie zagadnienia poboru energii przetworników A/C; 3. Zapoznanie się z komparatorami analogowymi dla przetworników A/C typu single-slope. 4. Projekt elektryczny komparatora i wykonanie symulacji. 5. Projekt topografii i weryfikacja post-layout. 1. P.E. Allen, D.R. Holberg, CMOS Analog Circuits Design (Oxford University Press, USA 2002); 2. Publikacje z bazy IEEE; 3. Dokumentacja technologii AMS (austriamicrosystems) 4. B. Pankiewicz, W. Jendernalik, Projektowanie full-custom układów scalonych CMOS w środowisku Cadence Virtuoso (skrypt Politechniki Gdańskiej, 2016) Badanie układów stabilizacji składowej wspólnej napięcia wyjściowego w różnicowych wzmacniaczach CMOS. Study of stabilization systems of common-mode output voltage in CMOS differential amplifiers. dr inż. Waldemar Jendernalik Celem pracy jest zaprojektowanie i porównanie różnych układów stabilizacji wyjściowego napięcia wspólnego w różnicowych wzmacniaczach CMOS. Badania można zawęzić do klasy wzmacniaczy na zakres wysokich częstotliwości. Projekty mają być wykonane w oprogramowaniu Cadence Virtuoso zgodnie z technologią CMOS 0,18 µm lub 0,35 µm. 1. Zapoznanie się z różnicowymi wzmacniaczami CMOS; 2. Zapoznanie się z układami stabilizacji składowej wspólnej; 3. Projekty elektryczne układów stabilizacji; 4. Badania symulacyjne; 5. Projekty topografii i weryfikacje post-layout. 1. Publikacje z bazy IEEE; 2. Dokumentacja technologii AMS (austriamicrosystems) 3. B. Pankiewicz, W. Jendernalik, Projektowanie full-custom układów scalonych CMOS w środowisku Cadence Virtuoso (skrypt Politechniki Gdańskiej, 2016) Mikroprocesorowy sterownik pompy cyrkulacyjnej ciepłej wody użytkowej. Microprocessor controller of the hot water circulation pump. dr inż. Jacek Jakusz Celem projektu jest opracowanie programowalnego sterownika pompy cyrkulacyjnej ciepłej wody użytkowej. Sterownik ma włączać pompę w określonych godzinach programowanych w cyklu tygodniowym. Pompa może być włączana również w razie wykrycia poboru wody za pomocą przepływomierza lub czujnika temperatury DS18B20, lub też czujników ruchu PIR. W czasie pracy pompy sterownik utrzymuje ciepłą wodę w instalacji w zadanym przedziale temperatur. Sterownik posiada wejście umożliwiające podłączenie centrali alarmowej.

9 1. Analiza istniejących rozwiązań. 2. Opracowanie schematu urządzenia. 3. Opracowanie płytki montażowej i zmontowanie układu prototypowego. 4. Uruchomienie układu prototypowego i przetestowanie jego działania 1. Specyfikacja urządzenia sporządzona przez opiekuna pracy. 2. Noty katalogowe Atmel, Analog Devices, Linear Technology. Projekt 6-bitowego przetwornika analogowo cyfrowego typu flash w technologii CMOS AMS 180 nm. Design of 6-bit flash analog-to-digital converter in AMS 180 nm CMOS technology. dr inż. Jacek Jakusz Celem pracy jest zaprojektowanie w oparciu o literaturę schematu elektrycznego i topografii scalonego przetwornika analogowo-cyfrowego typu flash w technologii CMOS 180 nm firmy AMS. Przetwornik ma być zasilany napięciem od 1.8 V. Typowy przetwornik A/C równoległy typu flash zbudowany jest z komparatorów (wzmacniaczy operacyjnych), dzielnika rezystorowego i cyfrowego konwertera kodu termometrycznego na kod binarny. Do projektu można wykorzystać narzędzia PSpice/LTSpice i Cadence 1. Opracowanie schematu elektrycznego przetwornika A/C. 2. Przeprowadzenie symulacji komputerowych i optymalizacja parametrów przetwornika A/C. 3. Zaprojektowanie topografii przetwornika A/C. 4. Przeprowadzenie szczegółowych symulacji układu po ekstrakcji elementów pasożytniczych z topografii. 5. Opracowanie uzyskanych wyników. 1. Specyfikacja wzmacniacza sporządzona przez opiekuna pracy 2. Phillip E. Allen, Douglas R. Holberg, CMOS Analog Circuit Design 3. D. Johns, K. Martin, Analog Integrated Circuit Design Sprzętowy akcelerator do przetwarzania wyrażeń regularnych zrealizowany w oparciu o płytę prototypową Virtex2Pro FPGA. Hardware accelerator for regular expressions processing based on a prototype board Virtex2Pro FPGA. dr inż. Miron Kłosowski Projekt i realizacja w układzie FPGA sprzętowego akceleratora przetwarzającego wybrane elementy wyrażeń regularnych oraz implementacja sterownika dla tego akceleratora pozwalającego na jego pracę w systemie operacyjnym Linux.

10 1. Zapoznanie się z wyrażeniami regularnymi, ćwiczenia z komendą grep, specyfikacja szczegółowych założeń akceleratora. 2. Opracowanie w języku VHDL projektu akceleratora przetwarzającego wybrane elementy wyrażeń regularnych. 3. Opracowanie sterownika dla zaprojektowanego akceleratora (działającego w systemie operacyjnym Linux). 4. Opracowanie oprogramowania testującego i porównującego wydajność akceleratora z wydajnością systemowej komendy grep uruchomionej na tej samej platformie sprzętowej. 5. Wnioski z testów oraz pomiarów wydajności i podsumowanie. 1. Strona laboratorium ISP: 2. Dokumentacja układów Virtex2Pro: 3. Gogte, Vaibhav, et al. "HARE: Hardware accelerator for regular expressions." Microarchitecture (MICRO), th Annual IEEE/ACM International Symposium on. IEEE, Energooszczędny stabilizator zasilania bateryjnego dla urządzeń o małym poborze mocy zapewniający możliwość pełnego rozładowania baterii. Energy-saving voltage regulator for low-power battery powered devices with the functionality for fully discharge the battery. dr inż. Miron Kłosowski Projekt i realizacja układu stabilizatora podnoszącego napięcie zasilania. Celem stabilizatora jest podniesienie napięcia pojedynczego ogniwa (bateria alkaliczna lub akumulator NiMH) do wartości wymaganej przez zasilane urządzenie. Układ stabilizatora jest dedykowany do urządzeń o niskim i bardzo niskim poborze mocy stąd konieczność zapewnienia wysokiej sprawności w tym trybie pracy. Stabilizator powinien pozwalać na pełne i bezpieczne zużycie pojedynczego ogniwa oraz po jego wyczerpaniu odciąć zasilanie stabilizowanego urządzenia. 1. Przegląd i analiza literatury oraz katalogów dostępnych układów scalonych stabilizatorów małej mocy i wysokiej sprawności. 2. Wybór sposobu implementacji stabilizatora. 3. Projekt i wykonanie prototypu układu stabilizatora z napięciem wyjściowym 3V (o ile to możliwe zminiaturyzowanego tak, aby stabilizator zmieścił się w przedziale bateryjnym stabilizowanego urządzenia zamiast drugiego ogniwa). 4. Projekt i wykonanie prototypu układu stabilizatora z napięciem wyjściowym 1,5V. 5. Pomiary stabilizatorów ze szczególnym uwzględnieniem ich sprawności. 1. B. Arbetter, R. Erickson, and D. Maksimovic, DC-DC Converter Design for Battery-Operated Systems, IEEE Power Electronics Specialists Conference, 1995 Record, June Erickson, Robert, and Dragan Maksimovic. "High efficiency DC- DC converters for battery-operated systems with energy management." Worldwide Wireless Communications, Annual Reviews on Telecommunications (1995): 1-10.

11 Cztero-kwadrantowy zasilacz laboratoryjny. Four-quadrant laboratory power supplay. dr inż. Maciej Kokot dr inż. Maciej Kokot Wykonanie zasilacza stabilizowanego o zakresie pracy ±10 V oraz ±2 A sterowanego napięciowo (0-4,096 V) oraz zdalnie przez łącze RS232 z możliwością zadawania parametrów oraz ich odczytu. 1. Projekt i wykonanie części analogowej. Wartości stabilizowanego napięcia i prądu oraz ograniczenia prądów i napięć nastawiane są napięciami 0-4,096 V za pomocą potencjometrów. 2. Projekt i wykonanie części cyfrowej w oparciu o mikrokontroler oraz przetworniki A/D oraz D/A. Sterownik powinien zapewnić pomiar i wyświetlanie rzeczywistego prądu i napięcia i wysyłanie ich wartości do komputera oraz pozwolić na zdalne sterowanie częścią analogową. 1. Analog Devices, karty katalogowe i noty aplikacyjne, 2. Microchip, karty katalogowe i noty aplikacyjne. 3. Inne, do znalezienia przez dyplomantów Liczba wykonawców 2 w przypadku tylko jednego dyplomanta możliwe jest wykonanie jedynie zad 1. oraz wyświetlania wartości napięć i prądów oraz nastaw. Analiza struktur konwerterów w projektowaniu prostowników RF-DC o poszerzonym paśmie pracy. Analysis of converter structures in the design of RF-DC converters with enhanced bandwidth. dr inż. Adrian Bekasiewicz Dr inż. Tologon Karataev Celem pracy jest przeprowadzenie porównania struktur konwerterów RF- DC stosowanych w prostownikach mikrofalowych pod względem ich przydatności do uzyskania poszerzonego pasma pracy. Na potrzeby projektu zakłada się, że zakres częstotliwości pracy prostownika wynosi 0.6 GHz do 1 GHz. W celu oceny sprawności projektowanych układów konieczne będzie dopasowanie ich impedancji, z wykorzystaniem elementów skupionych, do impedancji wejściowej 50 Ohm. Ostatecznie, należy przeprowadzić ujednoliconą analizę charakterystyk pracy układów względem takich wielkości jak dopasowanie w paśmie pracy, sprawność, czy zakres akceptowalnych obciążeń. 1. Przegląd literatury; 2. Zaprojektowanie modeli struktur konwerterów; 3. Dopasowanie struktur przy użyciu elementów skupionych; 4. Ujednolicona analiza charakterystyk pracy układów; 5. Sformułowanie wniosków dotyczących przydatności układów do pracy szerokopasmowej. 1. R.Rhea, The Yin-Yang of Matching: Part 1 Basic Matching Concepts, High Frequency Electronics, 2006; 2. C. Song et al., Matching network elimination in broadband rectennas for high-efficiency wireless power transfer and energy harvesting, IEEE Trans. Industrial Electronics, 2017.; 3. C.R. Valenta and G.D. Durgin, Harvesting wireless power: survey of energy-harvester conversion efficiency in far-field, wireless power transfer systems, IEEE Microwave Mag., V. Kuhn, et al., A multi-band stacked RF energy harvester with RF-to-DC efficiency up to 84%, IEEE Trans. Microwave Theory Techn., Projekt jest trudny. Wymagana jest znaczna wiedza z zakresu inżynierii

12 mikrofalowej i duże zaangażowanie czasowe. Ponadto niezbędna jest swoboda korzystania z symulatorów typu harmonic balance. Ze względu na brak literatury w języku polskim, konieczna jest dobra znajomość języka angielskiego. porozumiewa się jedynie w języku angielskim. Projektowanie zminiaturyzowanego prostownika o poszerzonym paśmie pracy do konwersji energii RF na DC. Design of a compact bandwidth-enhanced rectifier for ambient RF energy harvesting. dr inż. Adrian Bekasiewicz dr inż. Tologon Karataev Celem pracy jest zaprojektowanie zminiaturyzowanego prostownika umożliwiającego konwersję energii RF na DC na potrzeby zasilania sensorów o niewielkim poborze mocy (np, czujniki temperatury). Realizacja zadania wymaga przeprowadzenia gruntownego przeglądu literatury oraz zapoznania się z konfiguracjami konwerterów RF-DC. W następnym kroku konieczne będzie wybranie konfiguracji prostownika umożliwiającej uzyskanie szerokiego pasma pracy (od 0.6 GHz do 1 GHz) oraz dobór stosownych elementów umożliwiających pracę przy małych poziomach mocy wejściowej. Następnie konieczne będzie zaprojektowanie odpowiedniego transformatora impedancji, który umożliwi dopasowanie zespolonej impedancji obciążenia do 50 Ohm wrót wejściowych. Ostatecznie zaprojektowana struktura musi zostać porównana z innymi układami prostowników z literatury względem wybranych wielkości. Zakłada się, że struktura dopasowująca (transformator) będzie zrealizowana w technologii linii mikropaskowej. 1. Przegląd literatury; 2. Wybór konfiguracji konwertera DC oraz jego projektowanie; 3. Projekt transformatora impedancji; 4. Optymalizacja struktury prostownika z transformatorem; 5. Analiza charakterystyk pracy prostownika oraz porównanie do struktur z literatury. 1. Kimionis, et al., Octave and decade printed UWB rectifiers based on nonuniform transmission lines for energy harvesting, IEEE Trans. Microwave Theory Techn., 2017; 2. C. Song, et al., A high-efficiency broadband rectenna for ambient wireless energy harvesting, IEEE Trans. Ant. Prop., 2015; 3. C.R. Valenta and G.D. Durgin, Harvesting wireless power: survey of energy-harvester conversion efficiency in far-field, wireless power transfer systems, IEEE Microwave Mag., Projekt jest trudny. Wymagana jest znaczna wiedza z zakresu inżynierii mikrofalowej i duże poświęcenie czasowe. Ponadto niezbędna jest swoboda korzystania z symulatorów typu harmonic balance oraz znajomość narzędzi do projektowania struktur w technologii mikropaskowej. Ze względu na brak literatury w języku polskim, konieczna jest dobra znajomość języka angielskiego. porozumiewa się jedynie w języku angielskim.