Az egyre növekvő felhasználói igények kielégítésére egyre több elektronikus áramkört helyezünk el egy eszközben, illetve egyre több eszközt sűrítünk egy berendezésbe. Ezen elem- és alkatrészsűrűség-növekedés miatt, egyre többször fordulna elő, hogy az egyes eszközök megzavarnák egy másik áramkör működését, ha a berendezéseinket nem terveznénk EMC, jel-  és power-integritás szempontok alapján. Egy valóságos áramkör számos olyan alkatrészt kell, hogy tartalmazzon, amelyek nem a funkcionalitást, hanem az eszköz környezetével való együttélést biztosítják. Európában és a világ más tájain is csak akkor lehet egy adott eszközt piacra vinni, ha az megfelel a szigorú elektromágneses kompatibilitási követelményeknek. Az eszközfejlesztés akkor tud hatékony lenni, ha már a tervezési fázisban is ismerjük egy adott áramkör, eszköz vagy egész berendezés elektromágneses zavarérzékenységét és kibocsátását. Erre a legjobb mód a szimuláció, amellyel előre meg tudjuk mondani az áramkör várható viselkedését. A modern szoftverek számos modellezési és számítási lehetőséget nyújtanak, melyek ismerete elengedhetetlen az EMC és jelintegritás tervezésben. Ilyen tudással rendelkező mérnökből nagyon nagy hiány van az iparban, éppen ezért nagy a kereslet irántuk. A tantárgy célja ezen űr betöltése, együttműködve a Bosch EMC csoportjával.

A tantárgy előadásában a hangsúly a gyakorlati hasznosságon van. A fő célunk, hogy a tárgyat elvégző hallgatók magabiztosan kezeljenek egy nagyfrekvenciás tér- és áramkörszimulátort. El tudják dönetnei, hogy a számos megoldási és beállítási lehetőség közül melyiket válasszák, hogy gorsan és pontos eredményhez jussanak. Ezen cél elérése érdekében némi elméleti összefoglalót adunk, és ezzel párhozamosan számos különböző eszköz modellezésén keresztül mutatjuk be a gyakorlati alkalmazást. Az elméleti részeknél nem kívánjuk levezetésekkel és bonyolult összefüggésekkel terhelni a hallgatóságot, helyette illusztratív példákon keresztül kvantitatíve mutatjuk be az egyes módszereket, ezzel is előkészítve a gyakorlati alkalmazást.

A számonkérés fajtája és menete, egy darab szabadon választható eszköz vagy berendezés szimulációjának elkészítése és bemutatása a vizsgaidőszakban. A házi feladatként vizsgálandó eszköz lehet a hallgató által hozott, illetve választható az általunk és a Bosch által felkínált témák közül. 

Példaként, néhány választható házi feladat

  • Kapcsolóüzemű tápegység modellezése és zavarkibocsátásnak a vizsgálata: A mai modern rezonáns konverterek kapcsolójele egy MHz nagyságrendű négyszögjel, melynek felharmónikusai által keltett elektromágneses tér komoly zavarokat okozhat más elektromos berendezések működésében. Épenn ezért szigorú EMC szabályozás vonatkozik rájuk, melynek keretében a zavar kibocsátás mértékének egy adott szint alatt kell lennie, különben az eszköz nem hozható kereskedelni forgalomba. Ezen választható feladat keretében a hallgató megismerkedik a Boschnál tervezett és alkalmazott rezonáns konverterek felépítésével és modellezésének lehetőségével, melyet a Bosch mérnökei mutatnak be.
  • Elektromos motor modellezése és zavarkibocsátásának vizsgálata: Egy rosszul megtervezett ablaktörlőlapát-motor például nem építhatő be egy autóba, mert a működése közben indukált elektromágneses zavarok negatívan befolyásolhatják más az autóban elhelyezett elektromos berendezések üzemszerű működését. Épenn ezért szigorú EMC szabályozás vonatkozik rájuk, melynek keretében a zavar kibocsátás mértékének egy adott szint alatt kell lennie, különben az eszköz nem hozható kereskedelni forgalomba. Ezen választható feladat keretében a hallgató megismerkedik a Boschnál tervezett és alkalmazott motorok felépítésével és modellezésének lehetőségével, melyet a Bosch mérnökei mutatnak be.
  • Árnyékolt mérőszobában kialakított mérési összeállítás modellezése: Az EMC minősítő méréseket árnyékolt és reflexiómentesített kamrákban szokták végezni. Egy ilyen helység a maga műszerezettségével igen sokba kerül, ezért kevés van belőlük (így a mérések is sokba kerülnek). Amikor nem, úgynevezett végminősítő mérést  szeretnénk készíteni, akkor a mérés kiváltható szimulációval, ezzel rengetek időt és pénzt megtakarítva.
  • Analóg és digitális áramköröket is tartalmazó nyomtatott áramköri lap modellezése: Nagyon sok érzékelő és kommunikációs áramkör tartalmaz digitális vezérlő egységeket és analóg részeket is. Akár kommunikációról, akár mérésről legyen szó, az analóg jeleket, föld és tápvezetőket el kell különíteni a digitálisaktól, különben olyan zavarjelek jelennek meg, amelyek lehetetlenné teszik az analóg áramkörök megfelelő működését. 
  • Nagysebességű digitális kommunikációs áramkörök átvitelének a vizsgálata: Manapság a nagy mennyiségű digitális információ átvitele már egy NYÁK-on is precíz tervezést igényel. A külső zajok hatásának csökkentése érdekében differenciális tápvonalakat alkalmazunk. Ilyenkor a vezetékezésre különös figyelmet kell fordítani az impedancia viszonyok és veszteségek miatt. 
  • 5G mobilhálózatok antenna elemeinek a vizsgálata: A jövő mobilhálózataiban az antennák már nem csupán passzív transzformátorként és irányszűrőként fognak funkcionálni, hanem adaptívan követni fogják a nyalábjukkal a felhasználókat. Egy ilyen antennának számos pozitív hatása van a kommunikációs paraméterekre, azonban a tervezése és üzemeltetése természetesen nehezebb, mint a hagyományos társaiké. Azonban egy fejlett térszimulátorral az antennanyaláb formálása és forgatása jól számítható és tervezhető. 
  • stb... :)

Ha olyan áramkört, vagy eszközt szeretnél készíteni, amelyet el is szeretnél adni, akkor ezt a tantárgyat mindenképpen érdemes meghallgatnod!

Megszerezhető képességek

  • Nagyfrekvenciás rendszerszemlélet.
  • Gyakorlat a nagyfrekevenciás áramkörök szimulációjában.
  • CST Microwave Studio átfogó ismerete.
  • EMC fogalmának, jelentőségének és tervezésének ismerete.
  • Jel- és power-integritás fogalmának, jelentőségének és tervezésének ismerete. 

Tantárgyi adatlap

 

Leírás...

A tárgy a tavaszi félévben indul!

A tantárgy célkitűzése

A mérnöki gyakorlatban elterjedten használnak végeselem-programot egy tervezett eszköz fizikai működésének előzetes modellezésére. A „nagy tudású” és rendkívül összetett szimulációs szoftver hatékonyságáról kialakított kép azonban csalóka. Itt ugyanis nem elég csupán a szoftver kezelőfelületét elsajátítani! A mérnök-felhasználó a modellalkotásnak és az eredmények értékelésének is tevékeny részese. Ehhez nem csak a szimulált folyamat fizikájával kell tisztában lennie, de alaposan ismernie kell az adott szoftver mögött rejlő modellezési eljárás matematikai elvét, képességeit és korlátait is.

Tárgyunk célja, hogy a villamos-, vagy gépészmérnök hallgatót megismertesse a végeselem módszer elektromágneses alkalmazásával. A terület néhány jellemző gyakorlati problémájának megoldásán keresztül bemutatjuk a végeselemes modellezés helyes használatának – a modellalkotástól a számítás elvégzésén keresztül az eredmények értékeléséig terjedő – teljes folyamatát.

Ízelítő a tárgy tematikájából

  • A Maxwell-egyenletek megoldása potenciálok bevezetésével
  • A végeselem-módszer alapjai
  • A modellalkotás és a hálógenerálás egyes kérdései
  • A hibaanalízis gyakorlati módszerei
  • Végeselem-szoftverek tipikus kezelőfelülete
  • Feladatmegoldás demonstrálása Matlab PDE Toolbox és Comsol Multiphysics használatán keresztül (ez legalább 5 hét anyagát teszi ki)

Követelmény

Egy megfelelően egyszerűsített gyakorlati modellezési feladat megoldása végeselem módszerrel, a megoldás dokumentálása és bemutatása előadás formájában. A feladatkiírás – akár a hallgató ötlete és igénye alapján – közös megegyezéssel történik. A feladatmegoldáshoz rendszeres konzultációt biztosítunk.

Dokumentumok

 

2015/16

Programozás alapjai II. német nyelven, villamosmérnök és informatikus szakos hallgatók számára, csak a tavaszi félévben

 

Informatikusoknak:

Előadás: hétfőnként 8:15-10:00

  • QBF10

Labor gyakorlat: Szerdánként 8:15-10:00

  • R épület  4. emelet: L terem
  • Laborvezetők: László Dániel

Táblás gyakorlat: Keddenként 10:15-12:00

  • V1 501

Tantárgyi adatlap:  VIIIAA00

1. NagyZH: 7. hét ...

2. NagyZH: 14. hét ...

Villamosmérnököknek:

Előadás: hétfőnként 8:15-10:00

  • QBF10

Labor gyakorlat: Szerdánként 10:15-12:00

  • R épület 4. emelet: B, K terem
  • Laborvezetők: Dénes Zsolt, Horváth Bálint

Táblás gyakorlat:  Keddenként 12:15-14:00

  • V1 501

Tantárgyi adatlap: VIAUAA00

1. NagyZH: 7. hét ...

2. NagyZH: 14. hét ...

A ZH-n való részvételhez szükséges egy fényképes igazolvány (személyi, hallgatói kártya, útlevél jó, DE: diákigazolvány NEM jó), valamint a laborvezető nevének ismerete. Az ZH-n használható a kiadott C/C++ összefoglaló. A C++ összefoglalót egy kétoldalas lapra kell nyomtatni, hasonlóan a C összefoglalót is. Az összes lapon szerepelnie kell a hallgató nevének.

Utolsó nagyházi-bemutatási lehetőség: 2016. 14. hét. péntek 12:00, V1. 108

A tárgy célkitűzése

Napjainkban a vezeték nélküli energiaátvitel robbanásszerű fejlődés előtt áll. A "mindenütt jelen lévő energia" technológiája eddig soha nem látott mobilitást kölcsönözhet eszközeinknek, járműveinknek. Ezzel együtt megoldhatja, vagy legalábbis csökkentheti a villamosenergia tárolásának mindmáig létező problémáját. Éppen ezért fontosnak tartjuk, hogy a jövő villamosmérnöke tisztában legyen ezen technológia lehetőségeivel, elméleti hátterével és gyakorlati-tervezési kérdéseivel. Mivel a területnek egyaránt vannak villamosenergetikai, térelméleti és nagyfrekvenciás technológiai vonzatai, ezért a tárgyat a két tanszék (HVT és VET) közösen oktatja. Az órák egy részét tanszéki laborban tartjuk, ahol rendelkezésre áll egy oktatási célra készített kísérleti WPT berendezés.

Tantárgyi adatlap

A tantárgy laboratóriumi gyakorlatok keretében megismerteti a hallgatókat azokkal a mérnöki feladatokkal, amelyek a világűrben alkalmazásra kerülő elektronikus berendezésekkel kapcsolatosan leggyakrabban felmerülnek. Ezen kívül betekintést nyújt az űreszközökkel kapcsolatos földi berendezések egyes tervezési és mérési eljárásaiba is. A laboratóriumi gyakorlatok jól kiegészítik mindazokat az ismereteket, amelyeket az Űrtechnológia című tantárgy előadásai során elméletben hallottak. A félév folyamán olyan, konkrét áramkörökkel kapcsolatos tervezési, építési és mérési feladatokat kell megoldani, amelyek jól reprezentálják az egyes űrtechnológiához kapcsolódó mérnöki problémákat. Ebben a konstrukcióban a kisebb részegységek szerepe a nagyobb rendszerekben is jobban megérthető, megvilágítja az összefüggéseket és gyakorlati képzést is nyújt. A mérések a tanszéki űrkutató csoport egyes laboratóriumaiban zajlanak és felölelik az energiaellátás, a kommunikáció, a mérés-adatgyűjtés, az energia előállítás és tárolás valamint a fedélzeti számítógépek témakörét. A hallgatók elmélyíthetik a laboratóriumi műszerekkel történő mérésekre vonatkozó ismereteiket is, kiegészítve mindazt amit az alaplaboratóriumokban már megtanultak.

Tantárgyi adatlap               

A tárgy honlapja

 

Napjainkban az információs rendszerek sebességével szemben támasztott követelményeink folyamatosan növekednek. Ezen igények kielégítése csak a frekvencia és sávszélesség növelésével lehetséges. Azonban a rádiófrekvenciás és mikrohullámú áramkörök valamint rendszerek működésének leírása, és így tervezése a hagyományos elektronikai szemlélettel (módszerekkel) nem lehetséges. Éppen ezért a tantárgy célja a mikrohullámú áramkörök és rendszerszemlélet megismertetése a hallgatósággal. A félév során bemutatásra kerülnek a mikrohullámú távközlési rendszerekben használt legfontosabb aktív és passzív áramköri elemek, azok működésének elmélete és a tervezésükhöz szükséges alapvető módszerek. A tárgy betekintést nyújt a napjainkban leggyakrabban alkalmazott mikrohullámú áramkör- és térszimulációs szoftverek kezelésébe, illetve áramkör tervezési példákon keresztül mutatjuk be a mérnöki gyakorlatban felhasználható módszerek hatékonyságát és alkalmazhatóságának előnyeit.

Számos hazai és külföldi vállalat keres és alkalmaz mikrohullámú áramkörismerettel és nagyfrekvenciás rendszerszemlélettel rendelkező mérnököket. Így a tantárgyat elvégző hallgatók az iparban magasra értékelt tudásra tesznek szert, mely önmagában biztosítja a munkaerőpiacon való helytállásukat.

Megszerezhető képességek

  • Nagyfrekvenciás rendszerszemlélet
  • Az iparban legelterjedtebben alkalmazott mikrohullámú áramkör-és térszimulációs szoftverek használata (Smith program, AWR-Microwave Office, CST-Microwave Studio)
  • Mikrohullámú aktív és passzív eszközök tervezése

Tantárgyi adatlap