Obwody i sygnały

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

OSRM

4

Celem przedmiotu jest poznanie sposobów opisu sygnałów i modeli elementów występujących w obwodach elektrycznych. Poznanie opisu i metod analizy obwodów. Przedmiot wprowadza również w problematykę transmisji sygnałów i jej związków z charakterystykami czasowymi i częstotliwościowymi obwodów. Ćwiczenia laboratoryjne stanowią praktyczną ilustrację i eksperymentalną weryfikację materiału prezentowanego na wykładzie. Ćwiczenia rachunkowe pogłębiają rozumienie materiału wykładowego oraz wyrabiają biegłość obliczeniową analizie obwodów elektrycznych.

Celem przedmiotu jest poznanie sposobów opisu sygnałów i modeli elementów występujących w obwodach elektrycznych. Poznanie opisu i metod analizy obwodów. Przedmiot wprowadza również w problematykę transmisji sygnałów i jej związków z charakterystykami czasowymi i częstotliwościowymi obwodów. Ćwiczenia laboratoryjne stanowią praktyczną ilustrację i eksperymentalną weryfikację materiału prezentowanego na wykładzie. Ćwiczenia rachunkowe pogłębiają rozumienie materiału wykładowego oraz wyrabiają biegłość obliczeniową analizie obwodów elektrycznych.

Treść wykładu

• Klasyfikacja sygnałów. Podstawowe sygnały czasu ciągłego. Energia i moc sygnału. Wartość średnia i skuteczna sygnału okresowego. 1 godz.


• Elementy i obwody o stałych skupionych/rozłożonych,
  stacjonarne/niestacjonarne, liniowe/nieliniowe. Źródła niezależne. 2
  godz.


• Elementy czterozaciskowe: indukcyjności sprzężone, transformator
  idealny, źródła sterowane, wzmacniacz operacyjny. Elementy pasywne i
  aktywne. 2 godz.


• Obwody prądu stałego liniowe i nieliniowe. Prawa Kirchhoffa.
  Łączenie elementów. Zamiana źródeł. Analiza obwodów. Moc prądu stałego.
  2 godz.


• Twierdzenie Thevenina i Nortona. Źródła zastępcze. Zasada
  superpozycji. 2 godz.


• Analiza obwodów liniowych przy wymuszeniach sinusoidalnych.
  Metoda amplitud zespolonych. Wykresy wskazowe. Immitancja dwójnika.
  Moce: czynna, bierna i zespolona. Dopasowanie na maksimum mocy czynnej.
  2 godz.


• Obwody rezonansowe: szeregowy i równoległy. Parametry obwodów:
  częstotliwość rezonansowa, dobroć, pasmo przenoszenia, opór dynamiczny.
  1 godz.


• Obwody z wymuszeniami okresowymi. Szereg Fouriera. Widmo
  amplitudy i fazy sygnału. Analiza obwodów z wymuszeniami okresowymi.
  Zawartość harmonicznych. 2 godz.


• Stany nieustalone w obwodach elektrycznych. Prawa komutacji.
  Obwody pierwszego i drugiego rzędu. 1 godz.


• Przekształcenie Laplace`a i jego zastosowanie do analizy stanu
  nieustalonego. Impedancja operatorowa dwójnika. 1 godz.


• Elementy teorii czwórników elektrycznych. Pojęcie czwórnika, opis
  macierzowy: interpretacja parametrów. Parametry robocze. 2 godz.


• Czwórnik jako element transmisyjny. Transmitancja.
  Charakterystyki częstotliwościowe. Odpowiedź impulsowa i jednostkowa.
  Splot. 2 godz.


Treść ćwiczeń

1. Parametry sygnałów (0.5 godz.)


2. Elementy liniowe i nieliniowe prądu stałego. - Łączenie szeregowe
   i równoległe(1 godz.)


3. Elementy aktywne. Źródła napięć i prądów, źródła sterowane (0.5
   godz.)


4. Analiza obwodów prądu stałego. - Prawa Kirchhoffa, moc prądu
   stałego, dopasowanie na maksimum mocy, zasada superpozycji, twierdzenie
   Thevenina i Nortona. (2 godz.)


5. Kolokwium I. (1 godz.)


6. Analiza obwodów liniowych dla wymuszeń sinusoidalnych. - Metoda
   amplitud zespolonych, imitancja dwójnika, wykresy wskazowe, obwody
   rezonansu szeregowego i równoległego, dopasowanie na maksimum mocy
   czynnej. (2 godz.)


7. Kolokwium II. (0.5 godz.)


8. Przekształcenie Laplace`a. - Zastosowanie do analizy stanów
   nieustalonych, impedancja operatorowa dwójnika. (1 godz.)


9. Szereg Fouriera. Widmo amplitudy i fazy. - Transmitancja,
   charakterystyka amplitudowa i fazowa, odpowiedź impulsowa i
   jednostkowa, czwórniki (1 godz.)


10. Kolokwium III. (0.5 godz.)


Zakres laboratorium

1. Badanie obwodów prądu stałego. (3 godz.)


2. Badanie obwodów prądu sinusoidalnie zmiennego. (3 godz.)


3. Obwody rezonansowe. (3 godz.)


4. Szereg Fouriera. (3 godz.)


5. Stany nieustalone. (3 godz.)

podstawowa:


1. J.Osiowski, J.Szabatin, Podstawy teorii obwodów. WNT, Warszawa,
   t.I,II 1993, t.III 1995 (bibl. IR - 6 egz.).


2. J.Szabatin, E.Śliwa, Zbiór zadań z teorii obwodów, Część 1 i 2.
   Skrypt PW. Warszawa 1991.


3. K.Cieslicki, A.Syrzycki, Zbiór zadań z elektrotechniki ogólnej,
   OWPW, Warszawa 2003 (bibl. IR - 10 egz.).

uzupełniająca:


1. A. Papoulis, Obwody i układy, WKiŁ, Warszawa 1988 (bibl. IR - 10 egz.).

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych