PředmětyPředměty(verze: 945)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Metody sběru dat v částicové a jaderné fyzice - NJSF067
Anglický název: Data acquisition methods in particle and nuclear physics
Zajišťuje: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2020
Semestr: zimní
E-Kredity: 4
Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština, angličtina
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Peter Kodyš, CSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Jaderná a subjaderná fyzika
Anotace -
Poslední úprava: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (21.01.2019)
Elektronika využívaná k měření a automatizaci ve fyzikálních laboratořích. Úpravy elektrických signálů pro jejich automatické zpracování moderními sběrnými zařízeními. Přenos informací do počítače vstupními rozhraními, sběr dat a jejich zpracování, představení různých typů rozhraní. Představení elektronických přístrojů a systémů používaných v jaderné a částicové fyzice. Komunikace s přístroji z různých operačních systémů. Moderní obvody pro rychlé zpracování dat FPGA a modulární stavebnice Arduino. Zásady bezpečné a spolehlivé komunikace s přístroji v laboratořích.
Podmínky zakončení předmětu
Poslední úprava: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (10.06.2019)

Složení ústní zkoušky.

Literatura -
Poslední úprava: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (16.01.2019)

Sedra, S., Smith, C.: Microelectronic Circuits, Oxford University Press, 6. vydání, 2009, ISBN 9780195323030.

Frisch, H.: Základy elektroniky a elektronických obvodů. Praha, SNTL 1987

Haasz, V., Sedláček, M.: Elektrická měření. Přístroje a metody (2. vydání). Monografie ČVUT, Praha 2003

Herout, P.: Učebnice jazyka C. III. vyd. Kopp, Č.Budějovice, 2016. ISBN: 80-85824-21-9

Herout, P.: Učebnice jazyka C - 2 díl, Kopp, Č.Budějovice, 978-80-7232-367-8, 2002.

Kochan: Programming in C (4th Edition), 2014 ISBN 978-0321776419

Northrop R.B.: Introduction to Instrumentation and Measurements, CRC 2005, 0-8493-3773-9

Placko, D. : Fundamentals of Instrumentation and Measurement, ISTE 2007, ISBN 1 905209 39 8

Šícha, M., Tichý, M.: Elektronické zpracování signálů , SPN Praha, 1987

Stroustrup: Programming: Principles and Practice Using C++ (2nd Edition), 2014, ISBN 978-0321992789

Stroustrup: The C++ Programming Language (4th Edition), 2013, ISBN 978-0321563842

Šťastný, J.: FPGA prakticky, BEN - technická literatura, 2011, ISBN 978-80-7300-261-9

William R. Leo : Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1987

http://www.cplusplus.com/info/ [cit. 2019-01-15]

https://arduino.cz/ - Webový magazín o Arduinu a elektronice [cit. 2019-01-15]

Požadavky ke zkoušce
Poslední úprava: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (10.06.2019)

Požadavky ke zkoušce odpovídají sylabu předmětu v rozsahu prezentovaném na přednášce.

Sylabus -
Poslední úprava: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (21.01.2019)

1. Úvod do elektronických obvodů, pasivní a aktivní prvky, zesilovač, zpětná vazba, šumy, rezonance a rezonanční jevy, přechodové jevy, filtry, derivační a integrační obvody, zemnění, stínění, kabeláž, SMD montáž, wire-bonding, bump-bonding.

2. Úvod do měření: chyby měření, napětí, proud, odpor, kmitočet a fázové rozdíly, AD-DA převodníky, číslicové multimetry, magnetická a optická měření.

3. Rozhraní - RS-232, RS-422, RS-485 (GPIB), USB, RJ45.

4. Čítače impulsů, Převodníky D/A, A/D, speciální zesilovače pro jadernou spektroskopii, jednokanálové a mnohakanálové analyzátory impulsů, diskriminátory, koincidenční obvody, převodníky čas-amplituda, architektura PC, FPGA obvody, stavebnice Arduino pro tzv. slow control meření.

5. C/C++, ROOT, kompilace a ladění programu, bezpečné psaní kódu pro komunikaci se zařízeními, kultura psaní kódu a sdílení s kolegy.

6. Komunikace z různých OS (Windows, Linux).

7. Komunikace z příkazové řádky, komunikace přes vizualizované rozhraní, programy National Instruments.

8. Monitorování práce v laboratoři (správy, upozornění, vzdálená kontrola, dohled v laboratoři, zvukové varování, e-mail, SMS).

9. Modulární práce se zařízeními, spojování operací do složitějších úkonů, zpětné vazby, automatizace.

Praktická cvičení:

1. Naštípnutí konektorů na kabel, pájený kabel. Zásady dobrého pájení.

2. Stínění a zemnění jednoduchého předzesilovače s kontrolou osciloskopem.

3. Vytvořit své pípátko (obvod typu 555), předzesilovač, oscilátor.

4. Vyzkoušet programování a komunikaci s FPGA nebo Arduinem.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK