Obwody i sygnały II

Treści kształcenia wg prowadzonych rodzajów zajęć:

Wykład oraz ćwiczenia:

Program przedmiotu. Zasady zaliczania. Literatura przedmiotu. Pojęcia podstawowe. Obwody liniowe inercyjne niezmienne w czasie. Modele w dziedzinie czasu i dziedzinie częstotliwości. Stan ustalony, stan nieustalony. Równania różniczkowe obwodu. Przekształcenie Laplace'a. Modele elementów obwodu w dziedzinie operatorowej. Charakterystyka widmowa. Układy transmisyjne. Czwórniki - klasyfikacje, równania. Czwórniki aktywne. Konwerter, inwerter. Sprzężenie zwrotne. Transmitancja układu zamkniętego. Obwody nieliniowe. Analiza stanu ustalonego przy wymuszeniu okresowym. Analiza stanu nieustalonego – metoda analityczna, linearyzacji, różnicowa, płaszczyzny fazowej. Obwody o stałych rozłożonych. Linia transmisyjna – równania, parametry falowe, analiza w stanie ustalonym i stanie nieustalonym.

Laboratorium:

Stany nieustalone w obwodach liniowych. Symulacja sygnałów w układach opisanych transmitancją. Wyznaczanie parametrów czwórników pasywnych. Wyznaczanie parametrów czwórników aktywnych. Sygnały napięcia i prądu w liniach długich. Stany nieustalone w obwodach nieliniowych. Zaliczenie.

Treści kształcenia

- Program przedmiotu. Zasady zaliczania. Literatura przedmiotu. Pojęcia podstawowe. Klasyfikacja obwodów i sygnałów. Obwody liniowe inercyjne niezmienne w czasie. Modele w dziedzinie czasu i dziedzinie częstotliwości. Związek pomiędzy sygnałami wejściowymi i wyjściowymi w układach liniowych

Stan ustalony, stan nieustalony. Stany nieustalone - wprowadzenie. Prawa komutacji. Równania różniczkowe obwodu. Metody analizy stanów nieustalonych. Metoda klasyczna. Przykłady obliczeniowe - układy I i II rzędu.

- Metody częstotliwościowe badania układów analogowych. Zalety rachunku operatorowego.Metody operatorowe. Przekształcenie Laplace’a i jego własności oraz wybrane transformaty. Modele elementów obwodu w dziedzinie operatorowej. Transformaty impulsów jednorazowych. Metoda operatorowa - przykłady obliczeniowe. Metoda zmiennych stanu.

- Analiza częstotliwościowa sygnałów. Przekształcenia Fouriera i jego własności oraz wybrane transformaty. Transmitancja częstotliwościowa układów liniowych. Charakterystyki częstotliwościowe sygnałów. Wyznaczanie charakterystyk: amplitudowej, fazowej, amplitudowo-fazowej. Przykłady obliczeniowe.

- Układy transmisyjne. Czwórniki pasywne - klasyfikacje, równania, warunki symetrii i odwracalności, stany pracy, schematy zastępcze, połączenia czwórników. Przekładnia i współczynnik przenoszenia. Czwórniki pasywne - przykłady obliczeniowe.Filtry pasywne - podstawowe określenia, parametry i klasyfikacja filtrów. Pasma przepuszczania i tłumienia. Filtry pasywne - przykłady obliczeniowe.

- Czwórniki aktywne - podstawowe określenia, schematy zastępcze, równania. Klasyfikacja - źródła sterowane, konwertery i inwertery impedancji, układy nulatorowo-noratorowe. Realizacja źródeł sterowanych, konwerterów i inwerterów w oparciu o wzmacniacz operacyjny. Podstawowe układy wykorzystujące wzmacniacz operacyjny - Wzmacniacz w układzie odwracającym, nieodwracającym, całkującym, różniczkującym, sumującym. Czwórniki aktywne - przykłady obliczeniowe. Filtry aktywne - podstawowe własności, przykłady obliczeniowe. Zestawienie właściwości układów aktywnych i pasywnych.

- Obwody o stałych rozłożonych. Linia transmisyjna – równania, parametry falowe, rodzaje linii, stany pracy, analiza w stanie ustalonym i stanie nieustalonym. Przykłady obliczeniowe.

- Stany nieustalone w obwodach nieliniowych. Podstawowe pojęcia. Analiza stanu nieustalonego – metoda aproksymacji analitycznej, linearyzacji jedno- i wieloodcinkowej, metody iteracyjne (metoda kolejnych odcinków prądowych i metoda kolejnych odcinków czasowych). Przykłady obliczeniowe.

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

Bolkowski S. - Teoria obwodów elektrycznych - Wydaw. Nauk. PWN, Warszawa. - 2017

Bolkowski S., Brociek W., Rawa H. - Teoria obwodów elektrycznych. Zadania - Wydaw. WNT. - 2015

Osowski S., Siwek K., Śmiałek M. - Teoria obwodów - Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa. - 2013

Osiowski J., Szabatin J. - Podstawy teorii obwodów,Tom 1 Tom 2 - PWN, Warszawa. - 2016

Papoulis A. - Obwody i układy - WKŁ. - 1988

Bajorek J., Drałus G. - Podstawy elektrotechniki III - Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. - 2005

Szczepański A., Trojnar M. - Teoria sygnałów i obwodów elektrycznych. Symulacja komputerowa. - Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. - 2017

Szczepański A., Trojnar M. - Obwody i Sygnały - Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. - 2017

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

Kuzora I. (red.) - Sygnały i układy. Zbiór zadań, Wyd. III - Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. - 2001

Bajorek J., Kubaszek A., Masłowski G. - Sygnały i układy. Laboratorium, Wyd. II - Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. - 1999

Gołębiowski L., Gołębiowski M. - Obwody elektryczne, cz. 2 i 3 - Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. - 2007

Szczepański A., Trojnar M. - Obwody i Sygnały. Zbiór zadań - Oficyna Wydawnicza. Politechniki Rzeszowskiej. - 2005

Szczepański A., Trojnar M. - Obwody i Sygnały. Laboratorium komputerowe. Instrukcje do ćwiczeń, Wyd. II - Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. - 2011

Szczepański A., Trojnar M. - Obwody elektryczne. Symulacja komputerowa wybranych zagadnień - Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. - 2006

Szczepański A., Trojnar M. - Obwody i Sygnały cz. 2. Laboratorium komputerowe. Instrukcje do ćwiczeń - Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. - 2012

Literatura do samodzielnego studiowania

Literatura podana wyżej - a także materiały w Internecie - . -

Literatura uzupełniająca

- Materiały w Internecie - . -

Publikacje naukowe

D. Mazur; A. Smoleń; M. Trojnar - The Analysis of Wind Turbine with Horizontal Rotation Axis with the Use of Numerical Fluid Mechanics - SPRINGER INTERNATIONAL PUBLISHING AG. - 2018

M. Trojnar - Analiza linii długich za pomocą programu LTspice - Politechnika Poznańska. - 2016

M. Trojnar - Application of the Multisim program in analysis of the transmission lines - . - 2016

M. Trojnar - Computer aided analysis of transient states in linear circuits - . - 2016

M. Trojnar - The application of chosen computer programs in the synthesis of passive one-port circuits - Politechnika Śląska. - 2016

M. Trojnar - The application of Qucs program in the analysis of two-port circuits - Politechnika Śląska. - 2016