Detail předmětu
Electronic Practice
FEKT-CELPAk. rok: 2017/2018
Předmět je zaměřen na získání základních dovedností a upevnění správných návyků při práci v experimentální elektronické laboratoři. Klade důraz na schopnost studenta volit vhodné přístroje pro konkrétní úkol a správně posuzovat naměřené výsledky. Kromě základní obsluhy měřicích přístrojů seznamuje studenty také s vybranými pokročilejšími postupy. Počítačová cvičení zahrnují základy počítačové simulace chování elektronických obvodů programem OrCAD-PSpice a návrh desek plošných spojů v programu Eagle. Jednoduché obvody student sestaví a oživí na nepájivém poli nebo desce plošných spojů, kterou si sám navrhl, a bezprostředně srovnává výsledky měření a počítačové simulace.
Jazyk výuky
angličtina
Počet kreditů
2
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent předmětu je schopen:
- pracovat se základním vybavením elektronické laboratoře (zdroje, generátory, multimetry, osciloskopy),
- vybrat vhodný přístroj pro určité měření (měřicí funkce, rozsah, frekvenční rozsah, chyba),
- srovnat výsledky měření s předběžným očekáváním podle teoretických předpokladů,
- měřit v decibelech, převést poměrné číslo na dB a naopak,
- simulovat chování jednoduchých elektronických obvodů v programu PSpice,
- navrhnout jednoduchou desku plošných spojů v programu Eagle,
- sestavit a oživit jednoduchý elektronický obvod na kontaktním poli,
- osadit a oživit jednoduchou desku plošných spojů.
- pracovat se základním vybavením elektronické laboratoře (zdroje, generátory, multimetry, osciloskopy),
- vybrat vhodný přístroj pro určité měření (měřicí funkce, rozsah, frekvenční rozsah, chyba),
- srovnat výsledky měření s předběžným očekáváním podle teoretických předpokladů,
- měřit v decibelech, převést poměrné číslo na dB a naopak,
- simulovat chování jednoduchých elektronických obvodů v programu PSpice,
- navrhnout jednoduchou desku plošných spojů v programu Eagle,
- sestavit a oživit jednoduchý elektronický obvod na kontaktním poli,
- osadit a oživit jednoduchou desku plošných spojů.
Prerekvizity
Jsou požadovány vybrané středoškolské znalosti z matematiky (goniometrické funkce sin, cos s argumentem ve stupních a v radiánech, logaritmus, jednoduché logaritmické rovnice, integrály jednoduchých funkcí jedné proměnné) a z elektrotechniky (vyjádření střední a efektivní hodnoty napětí). Všechny potřebné znalosti jsou v rámci předmětu, který je určen pro 1. ročník bakalářského studia, opakovány a procvičovány na konkrétních příkladech. Student musí mít platné přezkoušení z bezpečnostních předpisů §4.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT a zahrnují cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.
Způsob a kritéria hodnocení
Předmět je ukončen zápočtem. Podmínkou pro udělení zápočtu je aktivní účast na všech cvičeních (řádně omluvenou absenci nutno nahradit po domluvě s garantkou), odevzdání všech zadaných úkolů (zejména návrhu desky plošných spojů v programu Eagle) a úspěšné absolvování závěrečného praktického testu (získání min. 5 z 10 bodů). Test zahrnuje zapojení jednoduchého obvodu, výběr vhodných měřicích přístrojů a změření zadaného úkolu.
Osnovy výuky
1) Základní seznámení s vybavením elektronické laboratoře, bezpečnost práce
2) Zdroje napětí, funkční generátory, přístroje pro měření napětí
3) Digitální paměťový osciloskop - základní a pokročilá obsluha (např. FFT, zobrazení složitějších průběhů)
4) Relativní měření v decibelech
5) Seznámení s počítačově řízeným pracovištěm a s některými programy pro sběr a zpracování naměřených dat
6) Měření modulové a fázové frekvenční charakteristiky jednoduchého pasivního filtru
7) Počítačové cvičení I : úvodní seznámení s programem OrCAD PSpice
8) Počítačové cvičení II : další analýzy v PSpice
9) Počítačové cvičení III: individuální návrh jednoduché desky plošných spojů v programu Eagle
10) Konstrukční cvičení I: sestavení a oživení zadaného obvodu na nepájivém kontaktním poli
11) Konstrukční cvičení II: Seznámení s technologií výroby plošných spojů na Ústavu radioelektroniky, rozbor individuálně navržených plošných spojů (časté chyby návrhu)
12) Konstrukční cvičení III: osazení a oživení zapojení na individuálně navržené desce plošného spoje
13) Závěrečný praktický test
2) Zdroje napětí, funkční generátory, přístroje pro měření napětí
3) Digitální paměťový osciloskop - základní a pokročilá obsluha (např. FFT, zobrazení složitějších průběhů)
4) Relativní měření v decibelech
5) Seznámení s počítačově řízeným pracovištěm a s některými programy pro sběr a zpracování naměřených dat
6) Měření modulové a fázové frekvenční charakteristiky jednoduchého pasivního filtru
7) Počítačové cvičení I : úvodní seznámení s programem OrCAD PSpice
8) Počítačové cvičení II : další analýzy v PSpice
9) Počítačové cvičení III: individuální návrh jednoduché desky plošných spojů v programu Eagle
10) Konstrukční cvičení I: sestavení a oživení zadaného obvodu na nepájivém kontaktním poli
11) Konstrukční cvičení II: Seznámení s technologií výroby plošných spojů na Ústavu radioelektroniky, rozbor individuálně navržených plošných spojů (časté chyby návrhu)
12) Konstrukční cvičení III: osazení a oživení zapojení na individuálně navržené desce plošného spoje
13) Závěrečný praktický test
Učební cíle
Cílem předmětu je naučit studenta základům efektivní experimentální činnosti v elektronické laboratoři a připravit ho tak jednak pro laboratorní cvičení navazujících odborných předmětů, jednak pro samostatnou práci během studia (např. na praktické části semestrálních a závěrečných prací) i v praxi. Dalším cílem je poskytnout studentům úvodní povědomí o možnostech počítačové simulace elektronických obvodů, a to v úzké návaznosti na experimentální činnost.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Veškerá laboratorní i počítačová výuka je povinná. Řádně omluvené cvičení je možno nahradit po domluvě s garantkou předmětu (v průběhu semestru, výjimečně v zápočtovém týdnu).
Základní literatura
User's manuals of measuring instruments and software. [online] Available at web pages of producers. (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Laboratorní cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1) Basic equipment of the electronic laboratory, rules of safe work at the laboratory.
2) Power supplies, functional generators, multimeters
3) Digital storage oscilloscope - Basic and advanced operation (e. g. FFT, advanced triggering, etc.)
4) Relative measurement (in dB)
5) Basic familiarization with computer-controlled measurement and data acquisition
6) Measurement of module and phase frequency characteristics of a simple passive filter
7) Computer classes I: introduction to OrCAD PSpice simulator
8) Computer classes II: further analyses using OrCAD PSpice software
9) Computer classes III: individual design of a simple PCB using Eagle
10) Construction classes I: assembling and testing of a simple circuit on a contactless board,
11) Construction classes II: making familiar with a printed circuit boards manufacturing at the Dept. of Radio Engineering, discussion on typical design errors
12) Construction classes III: drilling, soldering, and testing of the populated PCB
13) Final practical test
2) Power supplies, functional generators, multimeters
3) Digital storage oscilloscope - Basic and advanced operation (e. g. FFT, advanced triggering, etc.)
4) Relative measurement (in dB)
5) Basic familiarization with computer-controlled measurement and data acquisition
6) Measurement of module and phase frequency characteristics of a simple passive filter
7) Computer classes I: introduction to OrCAD PSpice simulator
8) Computer classes II: further analyses using OrCAD PSpice software
9) Computer classes III: individual design of a simple PCB using Eagle
10) Construction classes I: assembling and testing of a simple circuit on a contactless board,
11) Construction classes II: making familiar with a printed circuit boards manufacturing at the Dept. of Radio Engineering, discussion on typical design errors
12) Construction classes III: drilling, soldering, and testing of the populated PCB
13) Final practical test