Detail předmětu

Analog Filter Design

FEKT-CELFAk. rok: 2011/2012

Princip kmitočtových filtrů a jejich dělení. Filtry 1., 2. a vyšších řádů, různých typů a aproximací. Parametry filtrů a jejich získání. Počítačová podpora návrhu. Kontrolní, citlivostní a toleranční analýza filtrů. Kmitočtové a impedanční normování a transformace. Pasivní RC a RLC filtry vyšších řádů. Aktivní filtry RC s jedním, dvěma a třemi OZ. Filtry s nulovými body přenosu (Cauerovy). Filtry se syntetickými prvky (SI, FDNR) a funkčními bloky. Fázovací všepropustné dvojbrany a pásmové korektory. Filtry v proudovém módu. Filtry se spínanými kapacitory a struktury CCD. Elektromechanické a piezoelektrické filtry. Filtry s povrchovou vlnou. Nastavování a řízené přelaďování filtrů. Optimalizace návrhu filtrů. CAD, software SNAP, PSpice, NAF a Filter design.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Petržela, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s návrhovými metodami analogových elektrických filtrů. Prohloubí si znalosti z teorie obvodů a naučí se je vhodně aplikovat. Zdokonalí se v práci s programem Pspice a naučí se používat další návrhové programy.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Důraz je kladen na samostatnou tvůrčí práci studentů.

Osnovy výuky

1. Úvod, základní informace.
2. Základní pojmy z oblasti elektrických filtrů.
3. Pasivní filtry RC, vlastnosti.
4. Pasivní filtry RLC, properties.
5. Aktivní prvky a funkční bloky používané ve filtrech.
6. Aktivní filtry RC různých řádů.
7. Multifunkční filtry.
8. Filtry se syntetickými prvky.
9. Všepropustné fázovací články, kmitočtové korektory.
10. Filtry se spínanými kapacitory.
11. Filtry pracující na jiných fyzikálních principech.
12. Dostupné programy pro návrh analogových filtrů.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s různými druhy analogových filtrů. Naučit je navrhnout pasivní a aktivní filtry vyšších řádů. Seznámit je s filosofii počítačem podporovaného optimálního návrhu analogových filtrů, s vhodnou simulací a ověřovací analýzou navržených obvodů. Důraz je kladen na individuální projekty.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-MET , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor BC-EST , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Petržela, Ph.D.

Osnova

Princip, účel, typy, vlastnosti a parametry EF.
RLC filtry druhého řádu. Pasivní filtry RC.
RLC filtry vyšších řádů a prostředky k jejich návrhu.
Aktivní prvky a funkční bloky ve filtrech a jejich modelování.
Základní bikvady (DP, HP, PP) s jedním operačním zesilovačem.
Filtry s více aktivními prvky.
Eliptické ARC bikvady a pásmové ARC zádrže.
Návrh filtrů ARC vyšších řádů, kaskádní syntéza.
Filtry s funkčními bloky a syntetickými prvky.
Fázovací (všepropustné) dvojbrany a korektory.
EF se spínanými kapacitory a CCD filtry. Filtry v proudovém módu.
Elektromechanické, piezoelektrické a EF s povrchovou vlnou.
Optimalizace navrženého filtru. Přelaďování a nastavování parametrů.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Petržela, Ph.D.

Osnova

Jednoduché pasivní filtry RC a RLC.
Návrh pasivních filtrů RLC vyšších řádů. Program NAF.
Optimalizace navrženého filtru.
Porovnání citlivostí aktivních a pasivních filtrů.
Hierarchické modelování aktivní prvků a funkčních bloků.
Bikvady s jedním a více aktivními prvky. Studium parazitních jevů na vf.
Přelaďování a nastavování parametrů aktivních filtrů, zvyšování Q.