Detail předmětu

Analog technology

FEKT-CANAAk. rok: 2012/2013

Základní aplikace: pasivní RC a LCR obvody, základní obvody s diodami, bipolárními a unipolárními tranzistory, s operačními zesilovači a konvejory, OTA, komparátory a časovači.
Další aplikace: lineární a nelineární operační obvody, aktivní filtry, generátory signálů, širokopásmové zesilovače, výkonové zesilovače, napájecí zdroje, analogové spínače a vzorkovače s pamětí, analogové obvody pro D/A a A/D převodníky, měřicí obvody.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

7

Garant předmětu

prof. Ing. Kamil Vrba, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Výsledky učení předmětu

Předmět svým charakterem umožní získat praktický přístup k návrhu analogových obvodů nejrůznějšího typu.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni základů teoretické elektrotechniky.

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

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

1. Základní stavební jednotky analogových obvodů.
2. Vnitřní struktury analogových integrovaných obvodů
3. Parametry analogových integrovaných obvodů.
4. Lineární obvody s OZ, CC, Ota.
5. Obvody s kmitočtově závislou zpětnou vazbou.
6. Pasivní filtry RLC.
7. Aktivní filtry s OZ, CC, OTA.
8. Obvody s nelineární Zpětnou vazbou.
9. Operační usměrňovače.
10. Obvody s elektronickými spínači (zesilovače, střídače, vzorkovače s pamětí).
11. Komparátory a jejich aplikace.
12. Generátory harmonických a neharmonických kmitů.
13. Stabilizátory.

Učební cíle

Získat základní aplikační znalosti analogové techniky v celé šíři, tj. od jednoduchých stavebních bloků s diodami, bipolárními a unipolárními tranzistory až po použití integrovaných analogových obvodů v konkrétních aplikacích.

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

FEUCHT, D.: Designing High - performance amplifiers. SciTech Publishing, 2010
RAUT, R.; Swamy, M.N.S.: Modern Analog Filter Analysis And Design, Wiley Verlag, 2005
SEDRA , A. S.; SMITH, K. C.: Microelectronic Circuits. Oxford University Press, Oxford 1998
TIETZE , U.; SCHENK, CH.: Electronic circuits - Design and applications. Springer, London 1999
WINDER , S.: Filter design. Bidless, Oxford 1998

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-TLI , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Kamil Vrba, CSc.

Osnova

Stavební prvky analogových obvodů: Základní obvody s diodami, referenčními diodami, zesilovače s bipolárními a unipolárními tranzistory, referenční zdroje napětí a proudu, proudová zrcadla.
Vnitřní struktura analogových integrovaných obvodů: Diferenční zesilovač, elementární zapojení operačního zesilovače, přístrojové, elektrometrické, širokopásmové a impulsové operační zesilovače, proudové a napěťové konvejory.
Širokopásmové zesilovače: Frekvenční závislost proudového zesilovacího činitele, vliv vnějších a parazitních kapacit tranzistoru, kaskódový zesilovač, diferenční zesilovač jako širokopásmový zesilovač, symetrický širokopásmový zesilovač, širokopásmový napěťový sledovač, transimpedanční zesilovače.
Výkonové zesilovače: Emitorový sledovač jako zesilovač výkonu, komplementární emitorový sledovač jako posilovač, koncové zesilovače s Darlingtonovým zapojením a s výkonovými MOS FET
Lineární obvody: Invertující, neinvertující, sčítací, rozdílové a přístrojové zesilovače, můstková zapojení, zdroje proudu. Integrační a derivační zesilovač, střídavé zesilovače.
Filtry: Pasivní RC a LRC obvody, různé aproximace přenosové funkce - dolní, horní a pásmové propusti, pásmové zádrže, fázovací články
Aktivní filtry: Návrh filtrů s operačními zesilovači, filtry s proudovými konvejory, transimpedančními zesilovači a se zesilovači OTA.
Nelineární obvody: Diodové okrajovače a funkční měniče, logaritmické a exponenciální převodníky, analogové děličky a násobičky, operační usměrňovače, špičkové detektory.
Obvody s elektronickými spínači: Analogové multiplexery a demultiplexery, programovatelné zesilovače, elektronické střídače, vzorkovače a sledovače s pamětí.
D/A a A/D převodníky: Základní princip D/A převodu, parametry převodníků D/A, převodníky D/A bipolární a CMOS. Konverze A/D, parametry převodníků A/D, základní principy převodníků A/D
Komparátory: Vnitřní struktura komparátoru, vlastnosti komparátorů, komparátor s hysterezí.
Generátory: LC oscilátory, krystalové oscilátory, funkční generátory, multivibrátory, multivibrátory s časovačem 555.
Napájecí zdroje: Usměrňovače, základní uspořádání stabilizátorů, regulační prvky stabilizátorů, elektronické pojistky, integrované stabilizátory.

Cvičení odborného základu

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Kamil Vrba, CSc.

Osnova

Základní zapojení zesilovačů s bipolárními a unipolárními tranzistory
Diferenční zesilovač, návrh elementárního zapojení operačního zesilovače, širokopásmový zesilovač
Vlastnosti invertujícího a neinvertujícího zesilovače, sčítací, rozdílové zapojení operačního zesilovače
Návrh filtrů s operačními zesilovači či konvejory
Návrh nelineárních obvodů s operačními zesilovači
Funkční generátory a multivibrátory
Závěrečný test

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Kamil Vrba, CSc.

Osnova

Modelování činnosti záladních stavebních bloků analogových obvodů s bipolárními a unipolárními tranzistory
Modelování vlastností širokopásmového zesilovače
Model operačního zesilovače, ověření vlastností základních zapojení operačního zesilovače
Pasivní kmitočtové filtry
Počítačová analýza filtrů s operačními zesilovači
Počítačová analýza filtrů s proudovými konvejory a transimpedančními zesilovači
Závěrečné zhodnocení výsledků

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Kamil Vrba, CSc.

Osnova

Individuální návrh, stavba, oživení a změření obvodu s tranzistory
Individuální návrh, stavba, oživení a změření kmitočtových filtrů s operačními zesilovači
Individuální návrh, stavba, oživení a změření diodového funkčního měniče
Závěrečné zhodnocení realizovaných úloh