Detail předmětu
Analogová elektronika 2
BPC-AE2 FEKT BPC-AE2 Ak. rok 2021/2022 letní semestr 6 kreditů
Kurz prohlubuje a rozšiřuje znalosti získané v rámci Analogové elektroniky 1 především v oblasti praktického návrhu analogových obvodů a přináší celou řadu nových oblastí, které jsou ve znalostech návrháře a konstruktéra analogových obvodů nezbytné. Sem patří např. tvarovače signálu, základní tranzistorové stavební bloky (proudová zrcadla, diferenční páry), návrh tranzistorových zesilovacích stupňů a pracovního bodu, spínací obvody, zásady praktické práce s operačními zesilovači a jejich specifické nestandardní aplikace, komparátory, klopné obvody, generátory signálů, atd. Návrh a analýza těchto analogových obvodů náleží k základním dovednostem studentů bakalářského studia zaměřených na slaboproudou elektroniku. Řešené situace na přednáškách jsou doprovázeny počítačovým (OrCAD PSpice, Snap, Matlab) i laboratorním cvičením.
Garant předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 6 hod. cvičení
- 13 hod. laboratoře
- 13 hod. pc laboratoře
Zajišťuje ústav
Přednášející
Cvičící
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu
Absolvent (1) rozumí vybraným především prakticky orientovaným oblastem (s důrazem na návrh) pokročilejší analogové elektroniky. Záběr získaných dovedností se pohybuje od znalosti principů základních tvarovacích a spínacích obvodů, jednoduchým stupňů s tranzistory, komparátorů až po zdroje neharmonických signálů. Absolvent (2) dokáže posoudit vhodnost aktivních součástek, (3) zvolit optimální přístup, topologii, koncept, (4) navrhnout/vypočítat hodnoty obvodových prvků pro specifikaci požadovaných provozních parametrů a (5) ověřit činnost obvodu počítačovou simulací i laboratorně.
Cíle předmětu
Cílem předmětu je seznámit studenty se specifickými oblastmi analogových obvodů se zaměřením na impulzní, spínací, porovnávací a další lineární a nelineární aplikace tranzistorů, operačních zesilovačů a moderních aktivních prvků a směřovat jejich práci především k praktickému využití získaných poznatků.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Jsou požadovány znalosti základů elektrotechniky, elektronických součástek, středoškolské matematiky, základů měření a práce v laboratoři a základů počítačové simulace (OrCAD PSpice, Snap, Matlab). Předmět využívá znalostí získaných v rámci kurzů Elektrotechnika I a II, Elektronické součástky, Měření v elektrotechnice, Elektronické praktikum a Analogová elektronika 1.
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.
Literatura studijní
- PUNČOCHÁŘ, J. Operační zesilovače v elektronice. Praha: BEN – technická literatura, 2002.
- TSIRIMOKOU, Georgia, Ahmed ELWAKIL a Costas PSYCHALINOS. Design of CMOS Analog Integrated Fractional-Order Circuits: Applications in Medicine and Biology. Imprint: Springer, 2017. SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering. ISBN 9783319556321.
Literatura referenční
- BIOLEK, D.; HÁJEK, K.; KRTIČKA, A.; ZAPLATÍLEK, K.; DOŇAR, B. Elektronické obvody I. Brno: Univerzita obrany, 2006.
- VOBECKÝ, J.; ZÁHLAVA, V. Elektronika - součástky a obvody, principy a příklady. Praha: Grada, 2005.
Osnova přednášek
- Návrh zesilovačů s unipolárními tranzistory
- Harmonické oscilátory RC
- Diodové funkční měniče, omezovače a tvarovače signálů
- Přechodné děje a přenos signálu lineární a nelineární soustavou
- Tranzistorové spínače
- Komparátory
- Diskrétní a integrované klopné obvody
- Generátory tvarových průběhů
- Zásady pro praktickou práci s OZ, ochrany, vybrané aplikace OZ
- Bipolární a unipolární stavební bloky integrovaného návrhu, nelineární analýza, linearizace
- Moderní aktivní součástky, elektronické řízení parametrů
Osnova numerických cvičení
- Návrh zesilovacího stupně s unipolárním tranzistorem
- Návrh harmonických oscilátorů, parametry charakteristické rovnice, vztahy mezi výstupy
- Návrh diodového omezovače a tvarovače
- Odvození chování jednoduchých přenosových článků v časové a kmitočtové oblasti
- Návrh tranzistorových spínačů
- Návrh komparátorů
- Návrh diskrétních klopných obvodů
- Návrh tvarových generátorů
Osnova laboratorních cvičení
- Zesilovače s unipolárními tranzistory (ZES)
- Napětím laditelný kvadraturní oscilátor (VCO)
- Diodový omezovač a tvarovač (OT)
- Tranzistorové spínače (TS)
- Komparátory (KOM)
- Diskrétní klopné obvody (KO)
- Generátory průběhů (GEN)
- Aplikace integrovaného časovače NE555 (555)
Osnova počítačových cvičení
- Zesilovače s unipolárními tranzistory
- Harmonický oscilátor s pásmovou propustí RC
- Omezovače a tvarovače signálu
- Přenos impulzového signálu lineární a nelineární soustavou
- Bipolární a unipolární tranzistorové spínače
- Analogové komparátory
- Diskrétní a integrované klopné obvody
- Generátory tvarových průběhů
Průběžná kontrola studia
Počítačová cvičení (16 bodů), laboratorní cvičení (16 bodů), průběžný semestrální test (8 bodů), závěrečná zkouška (60 bodů).
Metody vyučování
Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači i laboratoře. V předmětu je využíván e-learning.
Kontrolovaná výuka
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Zařazení předmětu ve studijních plánech