A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Elektronika 2
Electronics 2
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIAUAC11 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 5 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
DR. Futó András
beosztás: adjunktus
elérhetőség:
futo.andras@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
|
||||||||||||
| Kar | Villamosmérnöki és Informatikai Kar | ||||||||||||
| Tantárgy weboldala | https://www.aut.bme.hu/Course/VIAUAC05 | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
Az előadások részletes tematikája
1. hét
Nemlineáris áramkörök elvi megoldási módozatai, digitális megközelítés, dióda karakterisztika közelítései, egyszerű törtvonalas áramkörök, hatványfüggvények, exponenciális és logaritmikus erősítők. Több töréspontos áramkörök, abszolútérték-képző műveleti erősítős áramkör, analóg effektívérték számítása példákkal. PSPICE alapú szimulációk.
2. hét
Feszültségreferencia áramkörök. Zener diódás és Band-Gap referencia forrás. Külső eredetű zajok, zavartatás, galvanikusan csatolt zajok.
3. hét
Induktívan és kapacitívan csatolt zajok, számítási és védekezési elvek. Analóg szabályozók, stabilitás feltétele, fázistartalék fogalma. Lineáris szakasz szabályozása arányos szabályzóval. Integráló szakasz szabályozása PI szabályzóval. Analóg PI szabályzó megvalósítása műveleti erősítővel és transzkonduktancia erősítővel.
4. hét
Közvetlen és közvetett szinkronozás fogalma. PLL felépítése, tipikus jelhordozók. Fázisdetektorok típusai: élvezérelt számlálós, XOR kapus, analóg szorzós változat. Háromfázisú feszültségvektor fázishelyzetének szoftveres detektálása. Kétállapotú jelek vezérelhető oszcillátorai, szinuszos oszcillátor vezérlése Varicap diódával, DDS.
5. hét
PLL szabályozók felépítése és méretezése, követési és nagyjelű tulajdonságok. PLL alkalmazásai.
6. hét
Szűrőáramkörök alapfogalmai, szűrőtervezés lépései. Passzív R-C, R-L, R-L-C, aktív R-C, R-L, R-L-C, Sallen-Key alaptag, kapcsolt kapacitásos szűrők, jelillesztés digitális megvalósításhoz.
7. hét
Rezgőkvarc és közvetlen áramköri környezete, helyettesítő kapcsolások. Esettanulmány: NTC jelének feldolgozása mikrokontrollerrel.
8. hét
Teljesítmény félvezetők, dióda kapcsolóüzemű jellemzői, bipoláris tranzisztor, Darlington kapcsolás, tirisztor, TRIAC, MOSFET, IGBT
9. hét
Egy- és háromfázisú diódás egyenirányítók, induktív és kapacitív szűréssel. Váltakozó áramú szaggatók ohmos és induktív terheléssel.
10. hét
Egyenáramú átalakító kapcsolások, sönt szabályzó, soros áteresztő tranzisztoros tápegység, LDO. Áramkorlátozási megoldások. Feszültségcsökkentő (BUCK), feszültségnövelő (BOOST), polaritásfordító (BUCK-BOOST) és FLYBACK kapcsolóüzemű DC-DC átalakítók.
11. hét
Kapcsolóüzemű tápegységek vezérlése és szabályozása, egy egyszerű vezérlő IC bemutatása. Kapcsolóüzemű átalakítók veszteségei, veszteségek csökkentése. Szinkron BUCK kapcsolás. Egyfázisú teljes hídkapcsolású kétszintű inverter R, L, RL terheléssel. Félhíd kapcsolású kétszintű inverter.
12. hét
Egyfázisú inverterek vezérlése, ellenütemű és eltolt vezérlés. Szinuszos feszültség előállítása impulzusszélesség modulációval. Háromfázisú kétszintű inverter kapcsolása és vezérlése. Passzív alkatrészek melegedése, terhelhetőség hőmérsékletfüggése. Dióda és tranzisztor disszipációjának számítása folytonos és kapcsolóüzemű működés esetén.
13. hét
Hűtés statikus méretezése, villamos analógia. Tranziens termikus impedancia fogalma.
A gyakorlatok részletes tematikája
2. hét
Nemlineáris áramkörök számítása: nemlineáris karakterisztika megvalósítása diódás hárompólusok, valamint logaritmikus és exponenciális erősítők felhasználásával. Egyszerű Zener diódás stabilizátor méretezése. Műveleti erősítős Zener-diódás referenciaforrás méretezése.
4. hét
Külső eredetű zajok számítása: galvanikusan, induktívan és kapacitívan becsatolt zavarok hatásának vizsgálata. Analóg szabályozók méretezése: műveleti erősítős analóg PI szabályzó számítása.
6. hét
PLL fázisdetektorainak, feszültségvezérelt oszcillátorainak méretezése: élvezérelt számlálós fázisdetektor, egyszeresen integráló típusú VCO átviteli tényezőjének számítása. PLL nagyjelű jellemzőinek vizsgálata: befogási és követési tartomány meghatározása, PLL szabályzójának hangolása. Frekvencia szintézis megvalósítása.
8. hét
Passzív és aktív szűrőáramkörök tervezése: első- és másodfokú fokú passzív és elsőfokú műveleti erősítős szűrőáramkörök tervezése. Félvezetők (dióda, BJT, MOSFET) kapcsolóüzemének vizsgálata és disszipációjának számítása.
10. hét
Félvezetők hűtésének méretezése. ACDC átalakító kapcsolások jellemzőinek számítása: kapacitív szűrésű egyenirányító vezetési szögének meghatározása, kimenő feszültség számítása.
12. hét
DCDC (BUCK és BOOST) átalakítók tervezése, jellemzőinek számítása. DCAC átalakítók: egyfázisú inverter áram- és feszültség jelalakjainak számítása.
1. hét
Nemlineáris áramkörök elvi megoldási módozatai, digitális megközelítés, dióda karakterisztika közelítései, egyszerű törtvonalas áramkörök, hatványfüggvények, exponenciális és logaritmikus erősítők. Több töréspontos áramkörök, abszolútérték-képző műveleti erősítős áramkör, analóg effektívérték számítása példákkal. PSPICE alapú szimulációk.
2. hét
Feszültségreferencia áramkörök. Zener diódás és Band-Gap referencia forrás. Külső eredetű zajok, zavartatás, galvanikusan csatolt zajok.
3. hét
Induktívan és kapacitívan csatolt zajok, számítási és védekezési elvek. Analóg szabályozók, stabilitás feltétele, fázistartalék fogalma. Lineáris szakasz szabályozása arányos szabályzóval. Integráló szakasz szabályozása PI szabályzóval. Analóg PI szabályzó megvalósítása műveleti erősítővel és transzkonduktancia erősítővel.
4. hét
Közvetlen és közvetett szinkronozás fogalma. PLL felépítése, tipikus jelhordozók. Fázisdetektorok típusai: élvezérelt számlálós, XOR kapus, analóg szorzós változat. Háromfázisú feszültségvektor fázishelyzetének szoftveres detektálása. Kétállapotú jelek vezérelhető oszcillátorai, szinuszos oszcillátor vezérlése Varicap diódával, DDS.
5. hét
PLL szabályozók felépítése és méretezése, követési és nagyjelű tulajdonságok. PLL alkalmazásai.
6. hét
Szűrőáramkörök alapfogalmai, szűrőtervezés lépései. Passzív R-C, R-L, R-L-C, aktív R-C, R-L, R-L-C, Sallen-Key alaptag, kapcsolt kapacitásos szűrők, jelillesztés digitális megvalósításhoz.
7. hét
Rezgőkvarc és közvetlen áramköri környezete, helyettesítő kapcsolások. Esettanulmány: NTC jelének feldolgozása mikrokontrollerrel.
8. hét
Teljesítmény félvezetők, dióda kapcsolóüzemű jellemzői, bipoláris tranzisztor, Darlington kapcsolás, tirisztor, TRIAC, MOSFET, IGBT
9. hét
Egy- és háromfázisú diódás egyenirányítók, induktív és kapacitív szűréssel. Váltakozó áramú szaggatók ohmos és induktív terheléssel.
10. hét
Egyenáramú átalakító kapcsolások, sönt szabályzó, soros áteresztő tranzisztoros tápegység, LDO. Áramkorlátozási megoldások. Feszültségcsökkentő (BUCK), feszültségnövelő (BOOST), polaritásfordító (BUCK-BOOST) és FLYBACK kapcsolóüzemű DC-DC átalakítók.
11. hét
Kapcsolóüzemű tápegységek vezérlése és szabályozása, egy egyszerű vezérlő IC bemutatása. Kapcsolóüzemű átalakítók veszteségei, veszteségek csökkentése. Szinkron BUCK kapcsolás. Egyfázisú teljes hídkapcsolású kétszintű inverter R, L, RL terheléssel. Félhíd kapcsolású kétszintű inverter.
12. hét
Egyfázisú inverterek vezérlése, ellenütemű és eltolt vezérlés. Szinuszos feszültség előállítása impulzusszélesség modulációval. Háromfázisú kétszintű inverter kapcsolása és vezérlése. Passzív alkatrészek melegedése, terhelhetőség hőmérsékletfüggése. Dióda és tranzisztor disszipációjának számítása folytonos és kapcsolóüzemű működés esetén.
13. hét
Hűtés statikus méretezése, villamos analógia. Tranziens termikus impedancia fogalma.
A gyakorlatok részletes tematikája
2. hét
Nemlineáris áramkörök számítása: nemlineáris karakterisztika megvalósítása diódás hárompólusok, valamint logaritmikus és exponenciális erősítők felhasználásával. Egyszerű Zener diódás stabilizátor méretezése. Műveleti erősítős Zener-diódás referenciaforrás méretezése.
4. hét
Külső eredetű zajok számítása: galvanikusan, induktívan és kapacitívan becsatolt zavarok hatásának vizsgálata. Analóg szabályozók méretezése: műveleti erősítős analóg PI szabályzó számítása.
6. hét
PLL fázisdetektorainak, feszültségvezérelt oszcillátorainak méretezése: élvezérelt számlálós fázisdetektor, egyszeresen integráló típusú VCO átviteli tényezőjének számítása. PLL nagyjelű jellemzőinek vizsgálata: befogási és követési tartomány meghatározása, PLL szabályzójának hangolása. Frekvencia szintézis megvalósítása.
8. hét
Passzív és aktív szűrőáramkörök tervezése: első- és másodfokú fokú passzív és elsőfokú műveleti erősítős szűrőáramkörök tervezése. Félvezetők (dióda, BJT, MOSFET) kapcsolóüzemének vizsgálata és disszipációjának számítása.
10. hét
Félvezetők hűtésének méretezése. ACDC átalakító kapcsolások jellemzőinek számítása: kapacitív szűrésű egyenirányító vezetési szögének meghatározása, kimenő feszültség számítása.
12. hét
DCDC (BUCK és BOOST) átalakítók tervezése, jellemzőinek számítása. DCAC átalakítók: egyfázisú inverter áram- és feszültség jelalakjainak számítása.
A tantárgy alapot teremt az összetettebb elektronikus rendszerek rendszerbeli funkciójának, működésének és áramköri felépítésének megismeréséhez, és foglalkozik az összetettebb jelszintű és teljesítményelektronikai áramkörök, valamint összetettebb egységek számítási módjával és tervezésük alapvető kérdéseivel. Az összetettebb egységek, tárgyalását az teszi lehetővé, hogy a tantárgy erősen épít a Jelek és rendszerek 1 és 2, a Mikroelektronika, az Elektronika 1, valamint a Méréstechnika tantárgyak anyagára, ezáltal közelebb kerülve a szaktárgyakban oktatott alkalmazásokhoz. A tantárgy megfelelő bázist nyújt az adott területen ahhoz, hogy a későbbi, specializálódó képzés tantárgyai az elektronikai alapfogalmak és módszerek biztos ismeretére
támaszkodhassanak.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
Az előadások alapvetően a frontális oktatás technikáját alkalmazva ismertetik meg a hallgatókkal a tudás kompetenciaelemek által meghatározott információkkal. Az előadások és az elérhető írásos tananyagok egymást kiegészítik, külön-külön nem elegendőek a megfelelő felkészültség eléréséhez. Az önálló gyakorlati foglalkozások az előadásoknak megfelelő tematikával, példákon keresztül segítik elő az ismeretek alkalmazását és készségszintű elsajátítását. A hallgatók az előadásokon és a gyakorlatokon végzett aktivitástól függően plusz pontokat szerezhetnek, amelyek az érdemjegybe beszámítanak.
Tanulástámogató anyagok
Online források
Elektronika 2 elektronikus jegyzet.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Villamos hálózatok, elektronikus eszközök és alapáramkörök, lineáris szabályozáselmélet alapjai
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Villamos hálózatok, elektronikus eszközök és alapáramkörök, lineáris szabályozáselmélet alapjai
Általános szabályok
Követelmények:
Szorgalmi időszakban:
Az aláírás megszerzésének feltétele: 1 összegző teljesítményértékelés (zárthelyi) megírása minimum elégséges (2) eredménnyel és a gyakorlatok látogatása legalább a TVSZ előírása szerinti minimumnak megfelelően.
Vizsgaidőszakban:
Írásbeli vizsga, legalább elégséges eredmény esetén a javításra szóbeli lehetőséget biztosítunk. Jeles osztályzatot csak a vizsga írásbeli részének teljesítése után szóbeli vizsgával lehet szerezni.
Pótlási lehetőségek:
Az összegző teljesítményértékelés (zárthelyi) pótlására a szorgalmi időszakban egy alkalmat biztosítunk.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
IMSc program:
A programban részt vevő hallgatókat elkülönített gyakorlati kurzusokra osztjuk be. Ezeken a gyakorlatokon kevesebb, de összetettebb példát oldunk meg. A gyakorlatokon példamegoldással és találós kérdések megválaszolásával plusz pontok szerezhetők. Az összegző teljesítmény értékeléseken a megszokott öt feladaton felül egy erősen gondolkodtató hatodik feladatot is adunk, amely megoldása nem szükséges a jeles osztályzat eléréséhez. A gondolkodtató feladat megoldása is beleszámít az összes pontszámba, de jeles osztályzat elérése mellett plusz pontot is jelent.
IMSc pontok:
Az összegző teljesítmény értékelésen legfeljebb 5 (összesen 10) plusz pont szerezhető. A gyakorlatokon és előadásokon mutatott aktivitást legfeljebb 15 plusz ponttal jutalmazzuk. A plusz pontok iMSc pontokká alakulnak, ha a tantárgyból a hallgató jeles osztályzatot ér el.
Ajánlott tantárgyak
Jelek és rendszerek 1,2
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.