Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Układy elektroniczne

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-IBAME-ISP-UEL
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Układy elektroniczne
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Elektrotechnika, elektronika i automatyka )-Inżynieria biomedyczna-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne: 5.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
114000 - Wydział Mechatroniki

Kod wydziałowy:

UEL

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest nauczenie studentów projektowania układów elektronicznych ze szczególnym uwzględnieniem układów elektroniki medycznej.

Pełny opis:


Treść wykładu

  1. Projektowanie analogowych torów wejściowych/wyjściowych urządzeń medycznych (13 godz.):

  2. a) przypomnienie podstaw i specyfika pomiarów (5 godz.):
    i. wzmacniacze operacyjne w podstawowych konfiguracjach (odwracający i nieodwracający, sumator, wzmacniacz różnicowy, przetwornik I/U) (2 godz.),
    ii. odbiór sygnału bioelektrycznego - elektrody, model sygnału, impedancja źródła (1 godz.),
    iii. wzmacniacz instrumentalny (1 godz.),
    iv. bezpieczeństwo elektryczne i metody realizacji izolacji galwanicznej (1 godz.).
    b) Projektowanie stopnia wejściowego/wyjściowych (do wyboru układy EKG, EMG, EEG, pomiaru bioimpedancji, stymulacji elektrycznej) (8 godz.):
    i. wybór architektury z uwzględnieniem wpływu podstawowych parametrów aplikacyjnych, odniesienie do not katalogowych elementów elektronicznych (2 godz.),
    ii. analiza charakterystyki częstotliwościowej oraz stabilność układu (2 godz.),
    iii. analiza szumowa (2godz.),
    iv. komputerowa symulacja DC, AC, NOISE, TRAN z uwzględnieniem badania stabilności układu (2 godz.).
  3. Przetwarzanie cyfrowe sygnałów bioelektrycznych (8 godz.):

  4. a) Przetworniki AC/CA: rodzaje, właściwości, dobór do aplikacji, właściwości szumowe, poprawa właściwości poprzez dithering i nadpróbkowanie (2 godz.),
    b) Filtracja cyfrowa: algorytmy prostego uśredniania jako najprostsze realizacja filtrów SOI/NOI dolno-, górno-, i środkowoprzepustowych, arytmetyka stałoprzecinkowa w filtrach cyfrowych, metody syntezy filtrów SOI/NOI (4 godz.),
    c) Cyfrowa detekcja kwadraturowa (2 godz.).
  5. Metody prototypowania i wytwarzania układów elektronicznych (4 godz.)


a) Technologie obwodów drukowanych, komponentów RLC, montaż SMD i THT. Komputerowe projektowanie obwodów drukowanych (typowy przebieg procesu projektowania) (1.5 godz.),


b) Zakłócenia w układach elektronicznych i sposoby ich minimalizacji, projektowanie obwodów PCB z uwzględnieniem wysokich częstotliwościm, podstawowe linie transmisyjne (2.5 godz.).


Zakres laboratorium

  1. Wprowadzenie do systemu uruchomieniowego NI ELVIS, myDaq oraz prototypowania na płytkach breadboard. (2 godz.)
  2. Wzmacniacz operacyjny w podstawowych konfiguracjach: wtórnik napięciowy, wzmacniacz odwracający, sumator, wzmacniacz różnicowy, przetwornik I/U. (3 godz.)
  3. Stopnie wejściowe wzmacniaczy sygnałów bioelektrycznych w tym wpływ elektrody aktywnej (zwrotne) na CMRR. (3 godz.)
  4. Przetwarzanie sygnałów analogowych: przetworniki AC/CA. (3 godz.)
  5. Filtry aktywne analogowe i filtry cyfrowe. (3 godz.)
  6. Własności szumowe wzmacniaczy. (3 godz.)
  7. Detekcja kwadraturowa na przykładzie miernika bio-impedancji. (3 godz.)


Zakres projektu


Studenci realizują jeden projekt dwuetapowo. Pierwszy etap to opracowanie schematu elektrycznego układu elektronicznego (rysunek odręczny, poparty podstawowymi obliczeniami dotyczącymi: punktu pracy, wzmocnienia, charakterystyki częstotliwościowej, stabilności pracy, szumów) oraz symulacja jego działania w środowisku SPICE.


Drugim etapem jest realizacja fizyczna na breadbordach zestawów NI ELVIS lub na zaprojektowanej płytce PCB. W tym etapie przewidywane jest uruchomienie zaprojektowanego układu i wykonanie badań charakterystyk wcześniej symulowanych w SPICE.


Do dyspozycji studentów są zestawy NI ELVIS i myDaq oraz płytki breadboard. Ponadto studenci będą mieć dostęp do podstawowych narzędzi warsztatowych w tym: lutownic, multimetrów, oscyloskopów, generatorów i zasilaczy.


Przykładowe klasy tematów projektów:

  1. jednokanałowe odbiorniki sygnałów bioelektrycznych,
  2. wektorowe mierniki bioimpedancji,
  3. elektryczne stymulatory pacjenta,
  4. przetwornice zasilające, minimalizacja zakłóceń,
  5. filtry aktywne do kształtowania charakterystyki częstotliwościowej sygnału.
Literatura:

  1. David Prutchi, Michael Norris, Design and Development of Medical Electronic Instrumentation: A Practical Perspective of the Design, Construction, and Test of Medical Devices, Wiley, 2005.
  2. Henry W. Ott, Electromagnetic Compatibility Engineering, Wiley, 2009.
  3. Tomasz P. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań, WKŁ, 2014.
  4. Paul Horowitz, Winfield Hill, Sztuka elektroniki, WKŁ, 2018.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2023/2024 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2023-10-01 - 2024-02-18
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 20 godzin, 32 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 32 miejsc więcej informacji
Wykład, 25 godzin, 32 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Wojciech Obrębski
Prowadzący grup: Grzegorz Domański, Wojciech Obrębski, Michał Wieteska, Marcin Ziembicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2022-10-01 - 2023-02-19
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 20 godzin, 32 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 32 miejsc więcej informacji
Wykład, 25 godzin, 32 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Wojciech Obrębski
Prowadzący grup: Grzegorz Domański, Krzysztof Dygnarowicz, Janusz Marzec, Wojciech Obrębski, Michał Wieteska, Marcin Ziembicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2021-10-01 - 2022-02-22
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 20 godzin, 32 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 32 miejsc więcej informacji
Wykład, 25 godzin, 32 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Wojciech Obrębski
Prowadzący grup: Grzegorz Domański, Krzysztof Dygnarowicz, Janusz Marzec, Wojciech Obrębski, Michał Wieteska, Marcin Ziembicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2020-10-01 - 2021-02-19
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 20 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 25 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Wojciech Obrębski
Prowadzący grup: Grzegorz Domański, Adam Klekotko, Janusz Marzec, Michał Wieteska, Marcin Ziembicki
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.
pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa tel: (22) 234 7211 https://pw.edu.pl kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.0.0-7 (2024-03-18)