Analogová elektronika 1

• 26 hod. přednášky
• 26 hod. laboratoře
• 13 hod. pc laboratoře

Absolvent předmětu je schopen:
- klasifikovat elektronické obvody a prvky a diskutovat jejich modely,
- vysvětlit principy základních elektronických funkčních bloků,
- diskutovat základní poznatky z teorie stability a zpětné vazby,
- analyzovat typická zapojení s operačními zesilovači,
- popsat vlastnosti tranzistorových stupňů a analyzovat typická zapojení s tranzistory,
- vysvětlit principy elektronických filtrů a analyzovat jejich typická zapojení,
- klasifikovat zesilovače podle tříd, kmitočtového pásma a výstupního výkonu, popsat jejich funkci,
- vysvětlit principy usměrňovačů a stabilizátorů napětí a proudu,
- vysvětlit principy zapojení typických představiteů měničů signálů,
- vysvětlit principy harmonických oscilátorů LC a RC, analyzovat jejich typická zapojení,
- aplikovat PC při analýze analogových obvodů v programech Matlab, SNAP a PSpice,
- aplikovat vhodné měřicí postupy při testování vlastností analogových obvodů.

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními principy analogových elektronických obvodů, ukázat možnosti využití počítače při jejich analýze a prohloubit dovednosti studentů při zjišťování vlastností obvodů měřením.

Jsou požadovány znalosti na úrovni elektrotechnických předmětů prvního ročníku studia. Student by měl být schopen:
- diskutovat základní principy a teorémy platné pro elektrické obvody,
- řešit lineární a jednoduché nelineární rezistivní obvody,
- řešit lineární obvody v harmonickém ustáleném stavu,
- diskutovat vlastnosti pasivních lineárních obvodů 1. a 2. řádu – články RC a RL, rezonanční obvody RLC,
- vyjádřit přenosovou a imitanční funkci obvodu v komplexním a operátorovém tvaru,
- specifikovat druhy polovodičových diod a tranzistorů a diskutovat jejich funkci,
- vybrat a použít vhodné měřicí přístroje pro změření parametrů elektronického obvodu,
- použít základní režimy simulačního programu PSpice,
- vytvořit jednoduchý program (funkci) v jazyku Matlab.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

• LÁNÍČEK, R. Elektronika - obvody, součástky, děje. Praha: BEN Technická literatura, 2002. ISBN: 80-86056-25-2.
• BRANČÍK, L.; DOSTÁL, T. Analogové elektronické obvody. REL0715. Brno: FEKT VUT v Brně, 2007. s. 1-193.
• DOSTÁL, J., Operační zesilovače. Praha: BEN, 2005.
• HÁJEK, K., SEDLÁČEK, J., Kmitočtové filtry. Praha: BEN, 2002.
• KOLKA, Z.; BIOLEK, D.; BIOLKOVÁ, V.; BIOLEK, Z. Modelování a simulace pomocí PSpice. Brno: Tribun EU, 2011.

• BRANČÍK, L.; DOSTÁL, T. Analogové elektronické obvody. Přednášky. Brno: MJ Servis, s.r.o., 2007. s. 1-125. ISBN: 978-80-214-3525- 4.

Elektronické obvody: základní pojmy a dělení, obvodové funkce
Prvky elektronických obvodů: dvojpóly, dvojbrany, základní funkční bloky
Modelování reálných obvodových prvků: aproximace, dioda, tranzistor, operační zesilovač
Základy teorie stability, vlastnosti a využití zpětné vazby v elektronice
Obvody s operačními zesilovači: základní zapojení zesilovačů a převodníků
Elektrické filtry: klasifikace, pasivní filtry 1. a 2. řádu, aktivní filtry
Základní stupně s tranzistory a jejich vlastnosti: zapojení SE, SK a SB
Tranzistorové obvody: Darlington, proudové zdroje a zrcadla, diferenční zesilovač
Zesilovače: klasifikace, třídy zesilovačů, širokopásmové a laděné zesilovače
Výkonové nf zesilovače: klasifikace, zesilovače třídy A, B, AB a speciálních tříd
Obvody napáječů: stabilizátory, usměrňovače, násobiče a měniče napětí
Měniče signálů: omezovače, analogové násobičky, měniče kmitočtu
Generátory signálů: princip oscilátorů, oscilátory LC a RC, laděné oscilátory

Operační zesilovač s napěťovou zpětnou vazbou
- zesilovače s operačním zesilovačem s napěťovou zpětnou vazbou
- další aplikace operačního zesilovače s napěťovou zpětnou vazbou
Operační zesilovač s proudovou zpětnou vazbou
Nortonův operační zesilovač s nesymetrickým napájením
Závěrečný test.

Úvodní informace, seznámení se simulačními programy
Matematický model obvodu a jeho řešení (MATLAB)
Symbolická a semisymbolická analýza obvodů (SNAP)
Vlastnosti reálných operačních zesilovačů (PSpice)
Bipolární tranzistor (PSpice)
Simulace vybraných analogových obvodů (SNAP, PSpice)

Průběžný test během semestru (15 bodů), počítačová cvičení (10 bodů), laboratorní cvičení (15 bodů), závěrečná zkouška (60 bodů).

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Studenti se aktivně účastní 5 počítačových simulací a vypracují 4 laboratorní úlohy.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.