Pracownia Fizyczna i
Elektroniczna (w tym komputerowa)
dla Inżynierii Nanostruktur oraz Energetyki i Chemii Jądrowej
semestr letni 2014/15
USOS:
PFiE Inżynieria Nanostruktur
PFiE
Energetyka i Chemia Jądrowa
Koordynator: dr Tomasz Słupiński, e-mail:
tomslu@fuw.edu.pl, tel. (22) 55-32-854
konsultacje: poniedziałek, godz. 16.00-18.00, budynek
CeNT-1, pok. 1.231
(pierwsze piętro, skrzydło Z budynku CeNT-1 od strony cyklotronu)
Strona Pracowni Elektronicznej: www
- instrukcje do kolejnych ćwiczeń będą tam i tutaj
aktualizowane na co najmniej 1 tydzień przed terminem ćwiczenia
Osoby prowadzące grupy:
wtorek 8.00-11.00 dr
Barbara Piętka, dr Tomasz Słupiński, dr Magdalena Posiadała-Zezula
wtorek 11.15-14.15 dr hab. Krzysztof Korona,
dr Barbara Piętka, mgr Krzysztof Sawicki, dr Tomasz
Słupiński
czwartek 9.00-12.00 dr hab. Rafał Kotyński
Regulamin PFiE IN-EChJ w sem.
2014/15L: pdf
Semestralny plan zajęć 2014/15L: pdf !!! ZMIANA PLANU z dn. 23.02.2015 !!!
Wykłady:
W1: pdf (1MB) Obwody prądu stałego i zmiennego
Z1: pdf Zadania
domowe dot. obwodów prądu (do oddania na ocenę, termin oddania rozwiązań: 26 marca 2015)
W2: pdf Elementy elektroniki
półprzewodnikowej - dioda, tranzystor
W3: pdf Układy cyfrowe -
elementarz
zip
plik z symulacjami układów cyfrowych z wykładu W3
(symulacje do programu GPL Logisim - patrz literatura poniżej)
W4: pdf Wzmacniacz
operacyjny. Trendy przemysłu mikroelektronicznego.
tsc plik z symulacją układu całkującego do programu Tina-TI
Instrukcje do ćwiczeń:
C1: pdf
(4MB) Prawo Ohma, graficzna prezentacja
wyników pomiarów.
Instrukcja
zawiera opis podstaw programu Scidavis
(freeware) do graficznej prezentacji i analizy wyników pomiarów,
który jest
proponowany do używania na PFiE IN-EChJ.
C2: pdf Obwody prądu stałego, prawa Kirchhoffa.
arkusz obliczeniowy (do programu Calc w Open Office)
C3: pdf Filtry RC i RL - obwody prądu zmiennego
C4: pdf Filtr rezonansowy RLC - obwody prądu zmiennego
C5: pdf Dioda półprzewodnikowa
C6: pdf Testowanie hipotez, propagacja błędów, histogram 100 diod
C7: pdf Tranzystor, wzmacniacz tranzystorowy
- będzie wykonywana część
pierwsza instrukcji (pomiar charakterystyki IC(UCE) tranzystora w funkcji prądu bazy
IB) oraz będzie zaprezentowany układ wzmacniacza na podstawie trzech pierwszych punktów części drugiej
instrukcji. Układ wzmacniacza będzie
zaprezentowany na jednym stanowisku pomiarowym w każdej sali.
Nie będą wykonywane
pomiary wzmocnienia wzmacniacza w funkcji częstotliwości napięcia
wejściowego.
Przygotowanie się do ćwiczenia polega na
powtórzeniu materiału dotyczącego zasady działania tranzystora,
wzmocnienia tranzystora i
układu wzmacniacza o wspólnym emiterze (wykład W2 oraz punkt
(8) literatury
pomocniczej - karta katalogowa tranzystora).
C8: pdf Cyfrowe układy scalone.
Plan na 3 kolejne zajęcia:
(1) wykonanie punktów I do IV cwiczenia (lub
dalej)
(2)
wykonanie punktów V do VIIIb oraz IX i X, wybór zadania
projektowego na zajecia (3).
(3)
wykonanie jednego zadania projektowego z punktu VIIId lub
VIIIe z poniższego pliku zadań.
pdf - plik z zadaniami projektowymi.
Jako zadanie projektowe
może być wybrane jedno z zadań 1-5 z punktu XI instrukcji
"Cyfrowe układy
scalone" zamiast zadania z punktów VIIIde, jesli zespół studentów chciaby wykonać
trudniejsze zadanie.
W sprawozdaniu należy
opisać tylko część projektową ćwiczenia, w tym sformułowanie zadania, opis rozwiązania,
tabelkę prawdy,
wyznaczenie zminimalizowanej funkcji logicznej, schemat układu na
bramkach i przerzutnikach.
C9: pdf Wzmacniacz operacyjny.
Literatura pomocnicza:
Materiały
z PFiE z roku 2013/14L (podawane tylko dla orientacji w
zakresie przedmiotu)
- NIE SĄ TO materiały aktualne do ćwiczeń w r. 2014/15
1) D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, PWN 2005
tom 3 -
rozdziały 26, 27, 28, 31, 33 - elementy i obwody prądu
stałego i zmiennego
tom 5 -
rozdział 42 - przewodnictwo elektryczne ciał stałychhttp://www.ti.com/tool/tina-ti
2) R. Śledziewski, Elektronika
dla fizyków, PWN 1982http://www.ti.com/tool/tina-ti
- m.in. dioda
półprzewodnikowa, tranzystor, układy scalone, układy cyfrowe,
wzmacniacz operacyjny
3) A. Majhofer, Analiza
niepewności pomiarowych i pracownia wstępna, skrypt FUW,
pdf (wersja 2011)
- m.in.
rozkład Gaussa, test 3-sigma, propagacja małych błędów, metoda
najmniejszych kwadratów
4) oprac. A. Korgul, Analiza
danych pomiarowych, wyd. 3 uzup., materiały pomocnicze dla
studentów
Wydz. Chemii UW, pdf (2.6MB)
5) instrukcja do programu Scidavis
do robienia wykresów i analizy matematycznej danych:
- wersja
online podręcznika do programu Scidavis: http://scidavis.sourceforge.net/manual/
- angielski
podręcznik do programu Scidavis: pdf (8.5MB)
- polskie
tłumaczenie podręcznika: pdf (3MB) (tłum. Robert
Wiśniewski; udostępnione darmowo przez tłumacza)
6) Instrukcje oscyloskopu cyfrowego Tektronix typ 1002 lub 210:
- podstawowe funkcje oscyloskopu pdf
- niepewności w pomiarach oscyloskopem pdf
- instukcja obsługi (pełna wersja producenta) pdf
7) Instrukcja obsługi generatora funkcyjnego (pełna wersja producenta) pdf
8) Karta katalogowa tranzystora npn typu BC211 (podobnego do BC141 z instrukcji C7) pdf
Należy zwrócić uwagę na wykres charakterystyki wyjściowej IC=f(UCE) dla różnych wartości prądu bazy IB oraz na
dopuszczalne parametry eksploatacyjne (tzn.
maksymalne, powyżej których tranzystor może ulec uszkodzeniu).
9) program Logisim do projektowania i symulacji działania układów cyfrowych : http://www.cburch.com/logisim/
(licencja GNU
General Public Licence, program typu freeware, autor i właściciel
praw autorskich: dr Carl Burch)
Logisim korzysta z bibliotek języka Java RE (Runtime Environment), które muszą być zainstalowane
w komputerze. Można je pobrać ze strony: https://www.java.com/pl/download/
Program Logisim zawiera bardzo
przydatny Help (angielski) m.in. na temat elementów układów cyfrowych.
10) Karta katalogowa wzmacniacza operacyjnego uA741 pdf
11) program Tina-TI do projektowania i symulacji układów elektronicznych firmy Texas Instruments:
http://www.ti.com/tool/tina-ti (wymaga darmowej rejestracji).