Semestr zimowy 2013/14
Semestr zimowy 2014/15
Semestr zimowy 2015/16
Semestr zimowy 2016/17
Semestr zimowy 2017/2018
Semestr letni 2017/18
Techniki obliczeniowe i symulacyjne TS1C300017
Program szczegółowy wykładów
1. Wstęp, treść przedmiotu, literatura, zasady zaliczenia. Rola komputera w procesie projektowania. Modelowanie matematyczne zjawisk fizycznych. (2 godz.)
2. Modele i makromodele, modele wielko- i małosygnałowe. Zagadnienia interpolacji, aproksymacji, ekstrapolacji. Wielomiany – zalety i wady. Interpolacja i aproksymacja wielomianowa funkcji jednej zmiennej. (2 godz.)
3. Aproksymacja średniokwadratowa funkcji jednej zmiennej. Współczynnik korelacji. Dyskretna i szybka transformacja Fouriera (DFT i FFT). (2 godz.)
4. Analiza rozgałęzionych obwodów liniowych. Nieoznaczona macierz admitancji węzłowych. Przykład obliczeniowy dla małosygnałowego modelu wzmacniacza malej częstotliwości. (2 godz.)
5. Metody numerycznego rozwiązywania układów liniowych równań algebraicznych. Metoda eliminacji Gaussa, Gaussa-Jordana, rozkład [L] [U]. Metoda iteracyjna Gaussa-Seidela. (2 godz.)
6. Metody numerycznego rozwiązywania równań nieliniowych i ich układów. Metoda bisekcji, złotego podziału, Newtona-Raphsona (metoda stycznych). (2 godz.)
7. Metoda zmiennych stanu. Metody numerycznego całkowania układów równań różniczkowych zwyczajnych I rzędu: metoda Eulera, metoda Heuna, metody Rungego-Kutty. Algorytmy Adamsa-Bashfortha, inne algorytmy. (2 godz.)
8. Sprawdzian. (1 godz.)
Program szczegółowy ćwiczeń w pracowni problemowej
1. Zajęcia wstępne, zapoznanie się z programem ćwiczeń (1 godz.)
2. Zapoznanie z programem Cadence OrCAD PCB Designer (2 godz.):
- program OrCAD Capture – edytor schematów,
- program PSpice A/D – graficzna analiza wyników symulacji
3. Modelowanie i analiza układów elektronicznych w programie Cadence OrCAD PCB Designer w wersji Lite: (10 godz.)
- analiza stałoprądowa (DC),
- analiza w dziedzinie częstotliwości (AC),
- analiza w dziedzinie czasu (Transient),
- analiza temperaturowa,
- analiza parametryczna,
- analiza widmowa (FFT).
4. Zaliczenie przedmiotu (2 godz.)
Rodzaj przedmiotu
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Student, który zaliczył przedmiot:
EK1 - ma uporządkowaną wiedzę obejmującą podstawowe metody matematyczne i numeryczne niezbędne do opisu i analizy obwodów elektrycznych, elementów elektronicznych oraz analogowych układów elektronicznych;
EK2 - potrafi dokonywać interpretacji uzyskanych informacji, a także wyciągać wnioski;
EK3 - potrafi pracować indywidualnie i w małym zespole;
EK4 - potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania symulacyjnego z zastosowaniem programu PSpice;
EK5 - potrafi wykorzystać poznane metody matematyczne do analizy podstawowych zagadnień inżynierskich, w zakresie działania prostych obwodów elektrycznych;
EK6 - potrafi posłużyć się pakietem PSpice do opisu, symulacji oraz weryfikacji prostych układów elektronicznych.
Kryteria oceniania
System oceniania – wykład
Student, który otrzymuje ocenę dostateczny (3), powinien:
– potrafić rozwiązać wybrane proste przykłady obliczeniowe z wykorzystaniem podstawowych metod matematycznych i numerycznych, z dopuszczeniem popełnienia niezbyt istotnych błędów rachunkowych lub niecałkowitego wykonania zadania;
– potrafić wykorzystać poznane metody matematyczne do analizy prostych obwodów elektrycznych, z dopuszczeniem popełnienia niezbyt istotnych błędów rachunkowych lub niecałkowitego wykonania zadania.
Student, który otrzymuje ocenę dobry (4), powinien ponadto:
– potrafić rozwiązać wybrane proste przykłady obliczeniowe z wykorzystaniem podstawowych metod matematycznych i numerycznych;
– potrafić wykorzystać poznane metody matematyczne do analizy prostych obwodów elektrycznych.
Student, który otrzymuje ocenę bardzo dobry (5), powinien ponadto:
– wykazać się uporządkowaną wiedzą teoretyczną na temat podstawowych metod matematycznych i numerycznych omawianych podczas wykładów.
System oceniania – pracownia problemowa
Student, który otrzymuje ocenę dostateczny (3), powinien:
– czynnie uczestniczyć w zajęciach;
– brać udział w opracowaniu zadanych sprawozdań z zajęć;
– wykazać się umiejętnością obsługi pakietu OrCAD Capture/PSpice: rysowanie schematu ideowego, otrzymanie podstawowych przebiegów czasowych i charakterystyk częstotliwościowych analizowanego obwodu, podpisywanie wykresów.
Student, który otrzymuje ocenę dobry (4), powinien ponadto:
– opracować sprawozdanie, zawierające wyczerpujący opis wykonanych zadań, interpretację otrzymanych wyników i wnioski;
– wykazać się umiejętnością obsługi pakietu OrCAD Capture/PSpice: modyfikacje otrzymanych charakterystyk, wydobywanie z nich szczegółowych informacji, analiza wpływu temperatury.
Student, który otrzymuje ocenę bardzo dobry (5), powinien ponadto:
– wykazać ponadprzeciętną aktywność podczas zajęć oraz dążenie do sporządzenia bardzo dobrej dokumentacji z przebiegu zajęć;
– wykazać się umiejętnością wykorzystania pakietu OrCAD Capture/PSpice do analizy parametrycznej.
Niecałkowite spełnienie warunków do otrzymania oceny dobrej albo bardzo dobrej skutkuje wystawieniem oceny pośredniej: dostateczny plus (3,5) albo dobry plus (4,5).
Literatura
Literatura podstawowa
1. Aniserowicz K.: Projektowanie układów elektronicznych wspomagane komputerem, Oficyna Wyd. PB, Białystok 2010.
2. Białko M.: Analiza układów elektronicznych wspomagana mikrokomputerem, WNT, Warszawa 1989.
3. Dobrowolski A.: Pod maską Spice'a. Metody i algorytmy analizy układów elektronicznych. Wyd. BTC, W-wa 2004.
4. Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J.: Metody numeryczne, WNT, W-wa 2006.
5. Rosłoniec S.: Wybrane metody numeryczne z przykładami zastosowań w zadaniach inżynierskich, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, W-wa 2002.
Literatura uzupełniająca
1. Krupka J., Morawski R. Z., Opalski L. J.: Wstęp do metod numerycznych dla studentów elektroniki i technik informacyjnych, Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1999.
2. Zachara Z., Wojtuszkiewicz K.: PSpice. Symulacje wzmacniaczy dyskretnych, Wyd. MIKOM, Warszawa, 2001.
3. Press W. H., Flannery B. P., Teukolsky S. A., and Vetterling W. T.: Numerical Recipes, Cambridge University Press, 2007, dostępne na stronie http://www.nr.com/.