Podstawy elektrotechniki i elektroniki dla studentów Wydziału Mechanicznego.

Numeryczne metody projektowania termomechanicznego w montażu

Jest to podręcznik akcentujący praktyczne aspekty projektowania i realizacji układów w strukturach programowalnych. Zawiera przegląd najważniejszych zagadnień związanych z opisem projektowanych układów, programowymi narzędziami ich implementacji oraz programowania. Obszernie opisano architekturę układów programowalnych SPLD, CPLD, FPGA, wytwarzanych przez najbardziej liczących się producentów oraz zamieszczono omówienie systemów projektowych do tych układów. Opisano metody programowania struktur w różnych środowiskach projektowych, w tym m.in. metody programowania ISP, które nie wymagają stosowania kosztownych narzędzi laboratoryjnych. Zamieszczono wiele sprawdzonych przykładów układów cyfrowych zrealizowanych w strukturach programowalnych.

Preskrypt — publikacja na prawach rękopisu.

W pracy przedstawiono zadania dotyczące obwodów prądu stałego, jednofazowych prądu przemiennego i trójfazowych wraz z rozwiązaniami. Oprócz zadań z rozwiązaniami w skrypcie zamieszczono również proste zadania tekstowe, które można rozwiązać w pamięci dla sprawdzenia swoich wiadomości.

W proponowanych ćwiczeniach zagadnienia cyfrowego przetwarzania sygnałów przedstawione są na przykładach aktualnych zastosowań z telekomunikacji, elektroakustyki, analizy drgań mechanicznych i przetwarzania obrazów. Zadania przeznaczone są dla osób, które mogą eksperymentować z rzeczywistymi, fizycznymi sygnałami, m.in. z mikrofonów, cyfrowych odbiorników radiowych oraz czujników optoelektronicznych. W omawianych ćwiczeniach wykorzystywany jest nowoczesny sprzęt – układy akwizycji danych, układy przetwarzania wykorzystujące macierze FPGA i procesory sygnałowe, oscyloskopy i generatory. Część zadań wykonywana jest na komputerach PC za pomocą nowoczesnego oprogramowania (Matlab, przyrządy wirtualne LabView). 
 

Publikacja jest drugą pozycją z serii wydawniczej zatytułowanej "Techniki Akceleratorowe". Praca dotyczy zagadnień z dziedziny elektroniki (metrologia, przetwarzanie i akwizycja danych, projektowanie wielokanałowych systemów elektronicznych) powiązanych z dziedziną fizyki wysokich energii i współczesnymi eksperymentalnymi metodami badania materii za pomocą wysokoenergetycznych zderzeń cząstek przeciwbieżnych. W pracy omówiono zadania i konstrukcję Systemów Trygerowania i Akwizycji Danych (TRIDAQ) oraz zamieszczono przykłady ich realizacji dla eksperymentów ZEUS przy akceleratorze HERA w DESY oraz CMS przy akceleratorze LHC w CERN. 

Celem skryptu jest przybliżenie tematyki sieci komputerowych od strony elektrycznej. Zawarto w nim charakterystykę mediów transmisji danych (w tym ograniczanie przepięć w liniach transmisji danych), omówiono systemy okablowania strukturalnego i elementy projektowania zasilania elektrycznego sieci komputerowych, a także aspekty stanowiące o ich bezpieczeństwie (tzw. gwarantowane zasilanie). Przedstawiono opis technologii PLC w wersji HomePlug (sieć komputerowa przy wykorzystaniu przewodów sieci elektrycznej) oraz technologii Power over Ethernet (zasilanie urządzeń w sieci komputerowej przy wykorzystaniu przewodów UTP/STP). Scharakteryzowano również systemy AMR, służące do automatycznego odczytu zużycia energii elektrycznej.
 
Skrypt jest przeznaczony dla studentów mających na studiach przedmiot „sieci komputerowe” lub przedmioty pokrewne.

 Omówiono metodę projektowania systemów TRIDAQ opartą na zunifikowanym modelu węzła sieci. Zamieszczono przykłady modelowania, projektowania i realizacji systemów TRIDAQ zrealizowanych na rzecz dwóch współczesnych eksperymentów fizyki wysokich energii: ZEUS w ośrodku DESY (Hamburg, Niemcy) przy akceleratorze HERA oraz CMS w ośrodku CERN (Genewa/Cessy, Szwajcaria/Francja) przy akceleratorze LHC. Ponadto w pracy zamieszczono reprezentatywne przykłady dalszych możliwości wykorzystania metod projektowania oraz użyteczności rozwiązań systemów TRIDAQ w innych dużych eksperymentach z zakresu fizyki: dla lasera na swobodnych elektronach X−FEL w ośrodku DESY (Hamburg, Niemcy) oraz tokamaka JET w ośrodku CCFE (Culham, Wielka Brytania).

Podręcznik został opracowany jako podstawowa pomoc dydaktyczna do przedmiotów „Podstawy pomiarów” i „Metrologia” wykładanych na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej. Ponieważ celem wykładu i laboratorium z tych przedmiotów jest nauczenie studentów technik eksperymentu oraz zasad funkcjonowania podstawowej aparatury pomiarowej, zdecydowano się na położenie nacisku na umiejętności zaplanowania eksperymentu, właściwy dobór aparatury pomiarowej, analizę niepewności pomiarowych oraz na krytyczne podejście do przeprowadzonego doświadczenia i uzyskanych wyników. Zwrócono także uwagę na różnice występujące między analogowymi i cyfrowymi metodami pomiarowymi.

Książka poświęcona jest programowaniu i stosowaniu 32-bitowych mikrokontrolerów z rodziny STM32, bazujących na rdzeniu obliczeniowym z rodziny Cortex-M. Czytelnik znajdzie w książce dużą liczbę przykładów ze szczegółowymi komentarzami, pozwalającymi szybko rozpocząć własne eksperymenty. Autor bazuje na programie STM32CubeMX firmy STMicroelectronics. Omawia narzędzia oraz biblioteki pozwalające na programowanie układów z rodziny STM32. Wydrukowanie w książce kolorowych zrzutów ekranowych oraz listingów ułatwi z pewnością Czytelnikowi śledzenie kolejnych etapów pracy dla zamieszczonych projektów.

Błyskawicznie nauczysz się czytać schematy elektryczne i elektroniczne. Już za chwilę rozróżnienie schematu ideowego, blokowego i wykonawczego stanie się dla Ciebie bułką z masłem. Zobaczysz, jak wyglądają na schematach diody, rezystory, kondensatory, lampy elektronowe, ogniwa i baterie. Dowiesz się, jak przeanalizować schemat i odkryć mechanizm jego działania. W końcu zostaniesz specjalistą od wykrywania i diagnozowania usterek na podstawie schematu.

Monolityczne mikrofalowe układy scalone

W książce przedstawiono zasady i metody projektowania układów realizowanych techniką monolitycznych mikrofalowych układów scalonych (MMUS). Czytelnik znajdzie w niej najważniejsze informacje dotyczące zastosowań, technologii i programów komputerowych do projektowania MMUS. Dowie się też, jakie są metody pomiarów tego typu układów. Książka jest przeznaczona dla studentów elektroniki i telekomunikacji, poznających technikę mikrofalową, radioelektronikę i mikroelektronikę.

O książce

W książce opisano najpopularniejsze transformacje sygnałów. Stosowane są one nie tylko w celu generacji cech dystynktywnych, ale – może nawet częściej – w celu przedstawienia sygnału w alternatywnej, dogodniejszej z punktu widzenia konkretnych zastosowań, postaci. Z całą pewnością najpopularniejszą po postaci czasowej reprezentacją sygnałów jest wyznaczana za pomocą transformacji Fouriera reprezentacja w dziedzinie częstotliwości, określana mianem widma lub spektrum sygnału. Jej ewolucyjnym rozwinięciem jest transformacja falkowa. Książka pozwala spojrzeć na te transformacje z wielu różnych stron i pokazuje jak można wykorzystać ich wyniki.

Monografia jest przeznaczona dla studentów, doktorantów, inżynierów i pracowników naukowych uczelni technicznych oraz dla wszystkich zainteresowanych podbudowaniem i poszerzeniem wiedzy z obszaru przetwarzania sygnałów.

Opinie o książce

Monografia jest poświęcona zagadnieniom przetwarzania sygnałów w ujęciu teoretycznym oraz omówieniu wybranych zastosowań praktycznych, których rozwiązania wykorzystują zaprezentowane wcześniej elementy teoretyczne. Autor w sposób konsekwentny i z dużym znawstwem zagadnień wprowadza Czytelnika w niełatwe problemy teoretyczne zaawansowanego przetwarzania sygnałów zarówno analogowych, jak i dyskretnych. Sposób przedstawienia zagadnień jest uporządkowany i przejrzysty. Dotyczy to wszystkich rozdziałów, nawet tych najbardziej zaawansowanych matematycznie, na przykład transformacji falkowej, czy algorytmów uczenia sieci SVM. Zależności matematyczne są bogato ilustrowane graficznie przy użyciu różnego rodzaju rysunków, schematów i wykresów, które ułatwiają percepcję trudniejszych elementów teorii.

Prof. dr hab. inż. Stanisław Osowski

Układ monografii ma niezaprzeczalne walory dydaktyczne. Przede wszystkim wiedzie Czytelnika przez wybrane podstawowe etapy pozyskiwania, transformacji i interpretacji sygnału. Prezentacja jest ciekawa, co utrzymuje Czytelnika w skupieniu i co ważne – uzasadniona w kontekście przykładów. Autor ustrzegł się ogólnikowego, a typowego dla monografii matematycznych stwierdzenia: „Niech dla dowolnego a …”, po którym Czytelnik przegląda wywód bez świadomości jego celu. Dodatkowo, godne pochwały (i naśladowania) jest prezentowanie odmiennych podejść prowadzących do tego samego celu (np. dyskretna transformacja falkowa realizowana algorytmem Mallata, dyskretyzacją falek ciągłych lub filtrami FIR). Pokazuje to Czytelnikowi, że nawet odmienne założenia koncepcji początkowych prowadzą do wspólnego wniosku, ale też, że inżynier implementujący przekształcenia ma wiele dróg wyboru zależnych od konkretnych potrzeb. Przesłanie, które udaje się Autorowi przekazać brzmi: „przetwarzanie sygnałów wymaga opanowania pewnej wiedzy matematycznej, ale zainwestowany nakład pracy jest rekompensowany z nawiązką przez ciekawe i rozległe zastosowania”. Ta idea jest nowatorska także w porównaniu z licznymi wcześniejszymi książkami o przetwarzaniu sygnałów.

Prof. dr hab. inż. Piotr Augustyniak

O autorze

Prof. dr hab. inż. Andrzej Dobrowolski jest dziekanem Wydziału Elektroniki Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie, członkiem Institute of Electrical and Electronics Engineers ze statusem Senior Member oraz członkiem Stowarzyszenia Elektryków Polskich, a także ekspertem Narodowego Centrum Nauki i Polskiej Komisji Akredytacyjnej. W trakcie dotychczasowej działalności dydaktycznej zrealizował ponad 8000 godzin zajęć dydaktycznych, prowadząc wykłady m.in. z Techniki obliczeniowej i symulacyjnej, Pomiarów
i analizy biosygnałów, Przetwarzania sygnałów biometrycznych oraz Układów analogowych. Jego zainteresowania naukowe koncentrują się na cyfrowym przetwarzaniu sygnałów biomedycznych oraz identyfikacji osób w oparciu o biometryczne cechy sygnału mowy. Jest autorem i współautorem przeszło 200 artykułów i referatów naukowych oraz podręczników i skryptów akademickich.

Podstawy teorii pola elektromagnetycznego

Książka stanowi obszerny podręcznik klasycznej teorii pola elektromagnetycznego. Omówione są w nim: zagadnienia wprowadzające z zakresu analizy i rachunku wektorowego, pole elektrostatyczne, elektryczne pole przepływowe, pole magnetyczne, zjawisko indukcji elektromagnetycznej, pole elektromagnetyczne, wolnozmienne pole harmoniczne, fala elektromagnetyczna płaska, linia długa, falowody, światłowody oraz rezonatory. Duży nacisk jest położony na interpretację fizyczną otrzymywanych równań matematycznych. Każdy fragment teoretyczny jest poparty przykładem wyjaśniającym i uzupełniającym omówione zjawisko polowe. Teoria i przykłady są bogato zilustrowane starannie dobranymi rysunkami. Dzięki temu trudny z natury rzeczy formalizm matematyczny występuje w teorii pola elektromagnetycznego staje się łatwiejszy do zrozumienia i przyswojenia. Taka prezentacja zagadnień z teorii pola elektromagnetycznego zdecydowanie wyróżnia niniejszy podręcznik od innych pozycji z tej dziedziny wcześniej wydanych w Polsce.

Wydawnictwo poleca ten podręcznik studentom i doktorantom rożnych specjalności (elektrotechnika, radiotechnika, telekomunikacja, elektronika) w wyższych szkołach technicznych oraz studentom fizyki w uniwersytetach. Mogą z niego korzystać także inżynierowie, którzy chcieliby uaktualnić i pogłębić wiedzę o podstawowych zjawiskach wykorzystywanych w tym obszarze techniki.