Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Systemy analogowo-cyfrowe
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Wojciech Zabołotny, dr inż. Mariusz Suchenek, mgr inż. Grzegorz Kasprowicz
Status przedmiotu:
Fakultatywny dowolnego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Elektronika
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - zaawansowane
Kod przedmiotu:
SACY
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Obecność na wykładach: 30 godzin Obecność w laboratorium; 15 godzin Konsultacje projektowe: 15 godzin Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 15 godzin Studia literaturowe: 20 godzin Samodzielna realizacja projektu: 30 godzin Łącznie: 125 godzin (5 ECTS)
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykład: 30 godzin Laboratorium: 30 godzin Konsultacje projektowe: 15 godzin Łącznie: 75 godzin (3 ECTS)
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Laboratorium: 15 godzin Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych: 15 godzin Konsultacje projektowe: 15 godzin Samodzielna realizacja projektu: 30 godzin Łącznie: 75 godzin (3 ECTS)
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Student powinien posiadać podstawową wiedzę z zakresu układów elektronicznych analogowych i cyfrowych oraz techniki pomiarowej.
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zdobycie przez studentów wiedzy niezbędnej do zrozumienia efektów fizycznych występujących w szybkich systemach cyfrowych. Przedmiot kładzie szczególny nacisk na wiedzę praktyczną.
Treści kształcenia:
Pokazanie przykładów problemów mogących wystąpić w szybkich układach cyfrowych z uwzględnieniem: Zakłóceń, kompatybilności elektromagnetycznej, ograniczeń w układach zasilających skończonego czasu propagacji sygnałów. Przykłady realizacji szybkich systemów cyfrowych procesory DSP, układy FPGA. Magistrale cyfrowe – zakresy stosowania, perspektywy rozwoju Techniki łączenia układów cyfrowych (zarówno w obrębie jednej płyty, jak i między płytami) – standardy VME, PCI, magistrale DDR i QDR. Problemy typowe dla magistral równoległych i szeregowych. Wejścia i wyjścia cyfrowe, konwersja między różnymi standardami, rodzaje standardów i zakres ich stosowalności. Wpływ obciążeń linii, buforowanie sygnałów, terminacja, synchronizacja sygnałów wejściowych. Wejścia analogowe w szybkich systemach cyfrowych, przetworniki A/C, sposoby ich podłączania do systemów cyfrowych ( interfejsy: I2C, I2S, SPI, LVDS, równoległy), kondycjonowanie sygnału, sposoby doprowadzenia sygnału analogowego do przetwornika. Wyjście analogowe w szybkich systemach cyfrowych, przetworniki C/A, sposoby ich podłączania, (interfejsy, synchronizacja sygnałów wyjściowych, kształtowanie sygnału wytwarzanego przez przetworniki DAC zależnie od jego przeznaczenia). Bariery izolacyjne na wejściu i wyjściu układów cyfrowych - techniki realizacji, wpływ na transmisję sygnału, kryteria wyboru rozwiązania. Zabezpieczenia wejść i wyjść szybkich układów cyfrowych. Dystrybucja sygnału zegarowego w systemach analogowo-cyfrowych, synchronizacja zegara i danych, odtwarzanie sygnału zegarowego przy transmisji danych, rozgałęzianie i buforowanie sygnału zegarowego. Synchronizacja zegara, częstotliwości i czasu między poszczególnymi blokami systemu cyfrowego. Zasilanie szybkich systemów cyfrowych. Projektowanie płyt drukowanych (PCB) dla szybkich systemów cyfrowych, narzędzia do projektowania i symulowania płyt PCB, kompatybilność elektromagnetyczna, ocena jakości sygnałów na płycie. Tworzenie dokumentacji produkcyjnej. Laboratorium będzie miało na celu praktyczne zapoznanie studentów z zagadnieniami przedstawionymi na wykładzie. Projekt: Zadania projektowe będą obejmowały samodzielne rozwiązanie problemu związanego z zagadnieniami prezentowanymi na wykładzie. Tematy projektowe zostaną dobrane tak, aby było możliwe sprawdzenie przedstawionego rozwiązania za pomocą symulatora, lub w rzeczywistym sprzęcie.
Metody oceny:
Przedmiot będzie zaliczany na podstawie liczby punktów uzyskanych: Na sprawdzianach (60% punktów) Za rozwiązanie zagadnień projektowych (20% punktów) Podczas zajęć laboratoryjnych (oceniane przygotowanie do laboratorium, jakość przeprowadzonych obserwacji i pomiarów oraz ich interpretacja) (20% punktów)
Egzamin:
nie
Literatura:
1. Demystifying Mixed Signal Test Methods: Demystifying Technology: Baker, Mark ; ISBN-10: 0750676167, ISBN-13: 9780750676168, 295 p, 2003; Publisher: Newnes (dostępne w e-czytelni PW, w Engineering Village) 2. Troubleshooting Analog Circuits: Pease, Robert ; ISBN-10: 0750694998, ISBN-13: 9780750694995, 234 p, 1991; Publisher: Elsevier Newnes (dostępne w e-czytelni PW, w Engineering Village) 3. High Speed Digital Design: A Handbook of Black Magic, Howard Johnson (Author), Martin Graham (Author) , http://www.amazon.com/High-Speed-Digital-Design-Handbook/dp/0133957241
Witryna www przedmiotu:
https://eres.elka.pw.edu.pl/eres/wwersje$.startup?Z_ID_PRZEDMIOTU=SACY
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
posiada podstawową wiedzę na temat projektowania i testowania szybkich systemów analogowo-cyfrowych. Posiada zrozumienie efektów fizycznych wpływających na ich pracę. Zna właściwe rozwiązania techniczne służące eliminacji niepożądanych efektów.
Weryfikacja: Sprawdzian
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W03, K_W04, K_W05, K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
potrafi projektować i testować złożone, szybkie systemy analogowo-cyfrowe z uwzględnieniem występujących w nich efektów fizycznych.
Weryfikacja: Projekt, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U02, K_U05, K_U09, K_U10, K_U11, K_U12, K_U13, K_U15, K_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U2
potrafi studiować i analizować literaturę fachową i na tej podstawie wybrać właściwe rozwiązania techniczne, potrafi zaproponować rozwiązania alternatywne.
Weryfikacja: Projekt, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U05, K_U09, K_U10, K_U11, K_U12, K_U13, K_U14, K_U16, K_U01, K_U02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U3
Potrafi przeprowadzić symulacje projektowanego systemu i pomiary zrealizowanego systemu.
Weryfikacja: Projekt, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07, K_U08, K_U09, K_U12, K_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U4
Potrafi przygotować dokumentację produkcyjną realizowanego systemu, przedstawić uzyskane wyniki i krytycznie ocenić je.
Weryfikacja: Projekt, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03, K_U07, K_U08, K_U09, K_U10, K_U11, K_U12, K_U14, K_U15, K_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K_K01
Student potrafi przeanalizować postawiony problem projektowy, dobrać optymalne rozwiązania pod kątem wymagań i kosztów.
Weryfikacja: Projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: