Załącznik nr 2 do Zarządzenia Rektora UR Nr 4/2012 z dnia 20.01.2012r. Sylabus (1) Nazwa przedmiotu Elektronika (2) Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot Wydział Matematyczno-Przyrodniczy Katedra Mechatroniki i Automatyki (3) Kod przedmiotu (4) Studia Kierunek studiów Poziom kształcenia Forma studiów Mechatronika Studia pierwszego stopnia Studia stacjonarne (5) Rodzaj przedmiotu Przedmiot kierunkowy (6) Rok i semestr studiów II rok, semestr 3 i 4 (7) Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu prof. dr hab. inż. Wojciech Rdzanek (8) Imię i nazwisko osoby prowadzącej ( osób prowadzących) zajęcia z przedmiotu prof. dr hab. inż. Wojciech Rdzanek dr Krzysztof Krupa (9) Cele zajęć z przedmiotu 1. Poznanie podstaw wiedzy z zakresu nazwy, funkcjonowania, budowy, parametrów i zastosowania elementów oraz układów elektronicznych. 2. Umiejętność identyfikacji, klasyfikacji, oceny elementów i układów elektronicznych. 3. Umiejętność planowania badań, montowania stanowiska do badań elementów i układów elektronicznych. 4. Umiejętność wykonywania pomiaru, obliczania parametrów, rysowania charakterystyk, wyciągania wniosków dotyczących funkcjonowania elementów i układów elektronicznych. (10) Wymagania wstępne - podstawowe wiadomości z zakresu budowy i właściwości materii materiałoznawstwo; - wiadomości i umiejętności z zakresu elektrostatyki, obwodów prądu stałego i przemiennego - fizyka, elektrotechnika; - podstawowe wiadomości z zakresu systemów i kodów binarnych - matematyka. 1
(11) Efekty kształcenia Wiedza: W-1 Student nazywa, definiuje, wyjaśnia zasadę działania, opisuje budowę, wymienia parametry, ukazuje sposoby zastosowania elementów elektronicznych, jak: rezystory, kondensatory, cewki, diody, termoelementy, warystory, optoelementy, magnetoelementy, tranzystory, tyrystory. W-2 Student nazywa, definiuje, wyjaśnia zasadę działania, opisuje budowę, wymienia parametry, ukazuje sposoby zastosowania układów elektronicznych analogowych, jak: filtry, przetworniki, kształtowniki, prostowniki, stabilizatory, zasilacze, wzmacniacze, generatory. W-3 Student nazywa, definiuje, wyjaśnia zasadę działania, opisuje budowę, wymienia parametry, ukazuje sposoby zastosowania układów elektronicznych cyfrowych, jak: funktory, arytmometry, komutatory elektroniczne, przerzutniki, konwertery kodów, rejestry, pamięci, programowalne układy logiczne, przetworniki analogowocyfrowe, przetworniki cyfrowo-analogowe, mikroprocesor. Umiejętności: U-1 Student identyfikuje, klasyfikuje, ocenia elementy i układy elektroniczne. U-2 Student planuje badania, montuje stanowiska do badań elementów i układów elektronicznych. U-3 Student wykonuje pomiary, rysuje charakterystyki, oblicza parametry, wyciąga wnioski dotyczące funkcjonowania elementów i układów elektronicznych. Kompetencje społeczne: K-1 Student dba o powierzone mienie elektroniczne, jest odpowiedzialny za działania swoje i innych w środowisku techniki elektronicznej. K-2 Student sprawnie realizuje zadania techniczne w środowisku techniki elektronicznej, indywidualne i grupowe, występując w roli przewodniczącego i członka zespołu studenckiego. (12) Forma(y) zajęć, liczba realizowanych godzin - wykład 45 godzin, - ćwiczenia laboratoryjne 45 godzin Wykład - Semestr 1 (15 godz.) (13) Treści programowe Wprowadzenie. Charakterystyka przedmiotu. Zarys historyczny. Główne 1 kierunki rozwoju. Elementy dyskretne RLC. Zasada działania i budowa. Podstawowe parametry. Rodzaje i zastosowania. 2 (3) 2
Diody półprzewodnikowe. Zasada działania i budowa. Podstawowe parametry. Rodzaje i zastosowania. 2 (5) Tranzystory bipolarne. Zasada działania i budowa. Podstawowe parametry. Rodzaje i zastosowania. Charakterystyki statyczne. Podstawowe układy pracy. 2 (7) Układy stabilizacji punktu pracy. Tranzystory unipolarne. Zasada działania i budowa. Podstawowe parametry. Charakterystyki statyczne. Podstawowe układy pracy. 2 (9) Półprzewodniki sterowane. Rodzaje i zastosowania. Zasada działania i budowa. Charakterystyki statyczne. Podstawowe parametry. Podstawowe układy pracy. 2 (11) Przyrządy termoelektryczne i inne przyrządy półprzewodnikowe. Budowa, zasada działania, charakterystyki, parametry, zastosowanie termistorów, warystorów, magnetorezystorów i hallotronów. Przyrządy optoelektroniczne. Podstawowe wielkości stosowane w optoelektronice. Budowa, zasada działania, parametry fotorezystora, fotodiody, fototranzystora, fototyrystora i transoptora. Wykład - Semestr II (30 godz.) 2 (13) 2 (15) Układy zasilające. Funkcje układów zasilających. Klasyfikacja. Charakterystyki i podstawowe parametry. Zasada działania zasilaczy ciągłych i impulsowych. Analiza pracy podstawowych układów prostowników, filtrów, stabilizatorów, układów zabezpieczających i kluczy. Wzmacniacze i układy wzmacniające. Funkcje wzmacniaczy. Klasyfikacja. Charakterystyki i podstawowe parametry. Analiza budowy i działania różnych układów wzmacniających. Wpływ sprzężenia zwrotnego na działanie wzmacniaczy. Układy generujące. Funkcje generatorów. Podstawowe parametry. Klasyfikacja. Charakterystyki podstawowych układów generatorów drgań cyklicznych. Stabilizacja częstotliwości w generatorach. Podstawy techniki cyfrowej. Sygnały cyfrowe i analogowe. Systemy liczbowe i kody. Podstawowe operacje na zmiennych dwójkowych. Prawa algebry Boole'a. Prawa de Morgana. Bramki logiczne. Oznaczenia. Realizacja funkcji logicznych w technice dyskretnej i scalonej. Realizacja funkcji logicznych. Metody minimalizacji funkcji logicznych. Układy arytmetyczne. Budowa, zasada działania, rodzaje, zastosowania. Półsumator, sumator, sumator słów wielobitowych. Komparatory. Jednostka arytmetyczno-logiczna. Układy komutacyjne. Budowa, zasada działania, rodzaje, zastosowania. Multiplekser, demultiplekser, układ transmisji szeregowej. Konwertery kodów. Bbudowa, zasada działania, rodzaje, zastosowania. Koder, dekoder, transkoder. Układy sekwencyjne. Budowa, zasada działania, rodzaje, zastosowania. Przerzutniki proste RS, D, D-MS. Przerzutniki JK, JK-MS. Układy rejestrujące. Budowa, zasada działania, zastosowania. Rejestry szeregowe, równoległe, szeregowo-równoległe, pierścieniowe. 3 (18) 4 (22) 2 (24) 1 (25) 2 (27) 2 (29) 2 (31) 2 (33) 2 (35) 2 (37) 3
Układy zliczające - budowa, zasada działania, rodzaje, zastosowania. Liczniki 2 (39) synchroniczne, asynchroniczne, liczące do przodu, liczące do tyłu, rewersyjne. Przetworniki cyfrowo-analogowe i analogowo-cyfrowe - budowa, zasada działania, rodzaje, zastosowania. Przetworniki A/C i C/a pracujące w oparciu o 2 (41) metodę równoległą, wagową i zliczania. Pamięci i programowalne struktury logiczne - budowa, zasada działania, rodzaje, zastosowanie. Pamięci RAM statyczne i dynamiczne, ROM - MROM, 2 (43) PROM, EPROM, EEPROM. Programowalne struktury logiczne PAL i PLA. Procesor - budowa, zasada działania, rodzaje, zastosowania. Operacje przesyłania między rejestrami, arytmetyczne i logiczne. Przesyłanie sygnałów. 2 (45) Generowanie sygnałów taktujących. Procesor. Słowo sterujące. Suma godzin 45 Laboratorium - Semestr I (15 godz.) Podstawowe przyrządy stosowane w pomiarach elektronicznych. BHP laboratorium elektroniki. 2 Zasady bezpiecznej pracy przy wykorzystaniu urządzeń elektronicznych. Zasada działania, budowa i zastosowanie multimetrów elektronicznych, zasilaczy laboratoryjnych, generatorów funkcyjnych i oscyloskopu. Badanie układów filtrujących RC oraz RLC. 2 (4) Badanie diod półprzewodnikowych. 2 (6) Badanie ograniczników diodowych 2 (8) Badanie tranzystorów bipolarnych. 2 (10) Badanie tranzystorów unipolarnych. 2 (12) Badanie półprzewodników sterowanych. 2 (14) Badanie elementów optoelektronicznych. 1 (15) Laboratorium - Semestr II (30 godz.) 2 (17) Badanie elementów termoelektronicznych. Badanie wzmacniaczy operacyjnych. 2 (19) Badanie układów zasilających. 2 (21) Badanie układów generujących. 2 (23) Symulacja komputerowa analogowych elementów i układów elektronicznych. 2 (25) Badanie funktorów logicznych. 2 (27) Badanie układów na funktorach logicznych. 2 (29) Badanie układów arytmetycznych. 1 (30) Badanie układów multipleksujących i demultipleksujących. 2 (32) Badanie przerzutników. 2 (34) Badanie rejestrów. 2 (36) Badanie wyświetlaczy alfanumerycznych. 2 (38) Badanie liczników. 2 (40) Badanie pamięci ROM. 1 (41) Badanie przetworników analogowo-cyfrowych. 1 (42) Badanie przetworników cyfrowo- analogowych. 1 (43) 4
Badanie konwerterów kodów. 2 (45) Suma godzin 45 (14) Metody dydaktyczne Wykład, wykład z prezentacją multimedialną, wykład problemowy, metoda laboratoryjna, metoda przewodniego tekstu. (15) Sposób(y) i forma(y) zaliczenia Wykład - kolokwium po I semestrze (15. godz.); Egzamin po II semestrze z całości wykładu (45 godz.). Laboratorium - zaliczenie z oceną na podstawie oceny sprawozdań, merytorycznego przygotowania do ćwiczeń, aktywności w realizacji prac laboratoryjnych. (16) Metody i kryteria oceny Egzamin, kolokwium, kontrola wstępna i bieżąca, wiedzy z zakresu budowy, zasady działania, parametrów, zastosowania elementów i układów elektronicznych. Laboratorium - kontrola wstępna i bieżąca wiedza z zakresu budowy, zasady działania, parametrów, zastosowania elementów i układów elektronicznych. Kryteria oceny aktywności studentów - poprawność realizacji czynności identyfikacji, klasyfikacji, oceny elementów i układów elektronicznych, planowania badań, montażu stanowiska do badań elementów i układów elektronicznych, wykonania pomiarów, wyciągania wniosków o funkcjonowaniu elementów i układów elektronicznych. Ocena sprawozdania - terminowość, kompletność, zawartość merytoryczna, estetyka oraz poprawność wnioskowania. (17) Całkowity nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia założonych efektów w godzinach oraz punktach ECTS Liczba godzin/nakład Aktywność pracy studenta wykład 45 ćwiczenia laboratoryjne 45 przygotowanie do ćwiczeń 25 sprawozdania 45 konsultacje 5 przygotowanie do egzaminu 5 udział w egzaminie 2 Suma godzin 172 Liczba punktów ECTS 6 (18) Język wykładowy Polski (19) Praktyki zawodowe w ramach - przedmiotu (20) Literatura Literatura podstawowa: 1. Baranowski J., Czajkowski G.: Układy elektroniczne cz. II. Układy analogowe nieliniowe i impulsowe. Warszawa, WNT 2004. 2. Chwaleba A., Moeschke B., Płoszajski G.: Elektronika, WSiP 1999, 5
3. Filipkowski A.: Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe. Warszawa, WNT 2006. 4. Horowitz P., Hill W.: Sztuka elektroniki cz. I i II. Warszawa, WKiŁ 2014. 5. Kalisz J.: Podstawy elektroniki cyfrowej. Warszawa WKŁ 2005. 6. Kotlicki A., Stacewicz T. Elektronika w laboratorium naukowym. Warszawa PWN 1994. 7. Nosal Z., Baranowski J.: Układy elektroniczne cz. I. Układy analogowe liniowe. Warszawa, WNT 2003. 8. Tietze U., Schenk Ch. Układy półprzewodnikowe. Warszawa, WNT 2001. Literatura uzupełniająca: 1. Baranowski J., Kalinowski B., Nosal Z.: Układy elektroniczne cz. III. Układy i systemy cyfrowe. Warszawa, WNT 1998. 2. Chwaleba A., Moeschke B., Pilawski M.: Pracownia elektroniczna. Warszawa WSiP 1990. 3. Feszczuk M.: Wzmacniacze elektroakustyczne. Warszawa, WKiŁ 1982. Podpis koordynatora przedmiotu Podpis kierownika jednostki 6