Analogová elektronika 1

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

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.
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.

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 „osoby poučené“, 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)

Předmět je ukončen zápočtem a zkouškou. Podmínkou pro získání zápočtu je plná aktivní účast na laboratorních a počítačových cvičeních. Hodnocení se skládá z následujících částí: nepovinný kontrolní test (15 bodů), počítačová cvičení (10 bodů: 5 cvičení po 2 bodech), laboratorní cvičení (15 bodů: 4 úlohy po 3 bodech + kontrolní test za 3 body), závěrečná zkouška (60 bodů: 45 bodů za povinnou písemnou část  + 15 bodů za nepovinnou ústní část).

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