Проєктування електронних пристроїв та систем з використанням SPICE-моделей
Спеціальність: Електроніка
Код дисципліни: 6.171.01.E.047
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Електронна інженерія
Лектор: Доктор філософії, асистент Качурак Юрій Михайлович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Спеціальні (фахові, предметні) компетентності
СК2. Здатність виконувати аналіз предметної області та нормативної документації, необхідної для проектування та застосування приладів, пристроїв та систем електроніки.
Фахові компетентності професійного спрямування (ФКС)
ФКС1.1. Визначати та ідентифікувати математичні моделі технологічних об’єктів при розробці у комп’ютерному середовищі нових складних електронних систем та виборі оптимального рішення. Вміти аналізувати, моделювати та критично оцінювати отримані результати.
ФКС1.2. Проектувати складні системи реального часу та засоби збору і обробки інформації, узгоджені з заданими інформаційними та програмними засобами шляхом застосування програмного забезпечення для вбудованих систем на основі мікроконтролерів.
Результати навчання: Програмні результати навчання:
Р 2. Застосовувати знання і розуміння диференційного та інтегрального числення, алгебри, функціонального аналізу дійсних і комплексних змінних, векторів та матриць, векторного числення, диференційних рівнянь в звичайних та часткових похідних, ряду Фур’є, статистичного аналізу, теорії інформації, чисельних методів для вирішення теоретичних і прикладних задач електроніки.
Р 8. Визначати та ідентифікувати математичні моделі технологічних об’єктів при розробці у комп’ютерному середовищі нових складних електронних систем та виборі оптимального рішення.
Р 10. Розробляти технічні засоби для побудови та діагностування технічного стану електронних пристроїв та систем, організовувати та проводити плановий та позаплановий ремонт, налагодження та переналагодження електронного устаткування у відповідності до поточних вимог виробництва
Р 15. Виявляти навички самостійної та колективної роботи, лідерські якості, організовувати роботу за умов обмеженого часу з наголосом на професійну сумлінність.
Р 16. Застосовувати розуміння теорії стохастичних процесів, методи статистичної обробки та аналізу даних при розв’язанні професійних завдань
Р 18. Застосовувати методи математичного моделювання і оптимізації електронних систем для розробки автоматизованих та роботизованих виробничих комплексів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити: Основи моделювання для електронної техніки.
Кореквізити: Електронні системи. Автоматизоване проектування елементів та пристроїв електронної техніки. Експертні системи.
Короткий зміст навчальної програми: Програма навчальної дисципліни “ Проектування електронних систем з застосування SPICE моделювання” укладена для студентів інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки, які навчаються за спеціальністю Електроніка.
Навчальна дисципліна присвячена вивченню основних принципів та методів розв'язування задач проектування електронних пристроїв з застосуванням систем SPICE моделювання. Дисципліна надає необхідні знання, для вирішення задач синтезу та аналізу під час проектування електронних пристроїв. Під час вивчення дисципліни, студенти навчаться формувати моделі електронних компонентів аналогової техніки, цифрової електроніки та сигналів з застосуванням програмного забезпечення для SPICE моделювання.
Опис: Під час вивчення дисципліни «Проектування електронних систем з застосування SPICE моделювання» розглядаються наступні теми:
• Тема 1. Теорія моделювання та основи моделювання в електроніці. Поняття моделювання. Класифікація параметрів під час моделювання. Види аналізу та розрахунку електронних схем. Класифікація моделей.
• Тема 2. Моделювання з застосуванням SPICE симуляції. Структура завдання для моделювання. Робота в середовищі SPICE редактора. Директиви моделювання.
• Тема 3. Моделювання компонентів аналогової електроніки. Базовий набір моделей елементів. Опис моделей пасивних елементів. Опис моделей керованих ключів. Моделювання напівпровідникових приладів. Моделювання схем засобами SPICE редактора.
• Тема 4. Моделі компонентів цифрової електроніки. Загальні поняття опису цифрових компонентів в SPICE. Опис багаторозрядних ЦАП(АЦП). Генератори цифрових сигналів. Моделювання запам’ятовуючих пристроїв.
• Тема 5. Моделі сигналів. Моделі незалежних джерел сигналів. Залежні джерела сигналів. Розрахунок джерел сигналів в середовищі SPICE редактора.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль: виконані та захищені лабораторні роботи, розв’язування задач в аудиторії, виконання домашніх завдань.
Підсумковий контроль: диференційований залік.
Критерії оцінювання результатів навчання: Розподіл балів у 100-бальній шкалі.
Поточний контроль:
лабораторні заняття – 40 балів;
практичні заняття – 20 балів;
контрольна робота – 40 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Огородник, К. В., Б. П. Книш, and О. О. Лазарєв. "Моделювання в електроніці." (2017).
2. Іваннік, Геннадій Васильович, and Віктор Миколайович Бондаренко. "Основи теорії кіл: Моделювання в LTSpice." (2023).
3. Banerjee, Amal. Practical RF Amplifier Design and Performance Optimization with SPICE and Load-and Source-pull Techniques. Springer Nature, 2021.
3. Coetzer, Kurt Michael, Arnold Johan Rix, and Pieter Gideon Wiid. "The Measurement and SPICE Modelling of Schottky Barrier Diodes Appropriate for Use as Bypass Diodes within Photovoltaic Modules." Energies 15.13 (2022): 4783.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).