Detail předmětu

Návrh analogových filtrů

FEKT-BELFAk. rok: 2012/2013

Základní principy kmitočtových filtrů a jejich dělení. Obecná teorie filtrace spojitých signálů, parametry filtrů a jejich získání. Pasivní filtry RLC prvního, druhého a vyšších řádů, různých typů a aproximací. Počítačová podpora návrhu elektrických filtrů, programy PSPICE, SNAP, NAF a FILTER SOLUTION. Citlivostní a toleranční analýza filtrů. Kmitočtové a impedanční normování a transformace. Aktivní filtry RC s jedním, dvěma a třemi operačními zesilovači a jinými funkčními bloky. Filtry s nulovými body přenosu. Filtry se syntetickými prvky (superinduktor, kmitočtově závislý negativní odpor). Fázovací všepropustné dvojbrany, pásmové korektory, sdružovače a rozbočovače signálu. Filtry v proudovém módu. Filtry se spínanými kapacitory, speciální programy pro jejich návrh. Elektromechanické a piezoelektrické filtry. Filtry s povrchovou vlnou. Elektronické nastavování a řízení parametrů aktivních filtrů. Optimalizace návrhu filtrů z různých hledisek.

Jazyk výuky

čeština

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.

Základní literatura

T. DOSTÁL: Elektrické filtry - počítačová cvičení. Elektronická skripta. UREL, 2004. (CS)

Doporučená literatura

K. HÁJEK, J. SADLÁČEK: Kmitočtové filtry. BEN, 2002. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-MET , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor B-EST , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 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 filtrů.

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.