Detail předmětu

Analogové elektronické obvody

FEKT-KAEYAk. rok: 2012/2013

Základní obvody moderní analogové techniky s důrazem na kombinaci intuitivní a počítačové analýzy a návrhu.
Lineární, nelineární a parametrické obvody, změna spektra signálu.
Usměrňovače,vyhlazovací filtry, pasívní stabilizátory. Zesilovače napětí a výkonu, nízkofrekvenční a vysokofrekvenční.
Zpětná vazba a stabilita zesilovačů. Oscilátory LC a RC.
Směšovače. Modulátory a demodulátory. Vybrané analogové integrované obvody: operační zesilovače, stabilizátory,
nízkofrekvenční výkonové zesilovače.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Výsledky učení předmětu

Studenti získají základní znalosti o modernich analogových obvodech, diskrétních i integrovaných. Budou rozumět jejich fyzikální funkci a součinnosti s ostatnimi obvody. Seznámí se s jejich typickými aplikacemi, jakož i se základními postupy analýzy a návrhu.

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

Do 30 bodů za práci v semestru.
Do 70 bodů za zkoušku.

Osnovy výuky

1 Klasifikace el. obvodů. Vlastnosti lineárních, nelineárních a parametrických obvodů v časové a kmitočtové oblasti. Odporové a setrvačné obvody. Stejnosměrný pracovní bod, linearizace.
2 Usměrňovače jednocestné a dvoucestné, s různými typy vyhlazovacích filtrů. Vlastnosti, zásady návrhu.
3 Stabilizátory napětí s referenčními diodami, s proudovým posilovačem, princip zpětnovazebního stabilizátoru.
4 Nf zesilovače s tranzistory na principu zapojení SE a SC. Nastavení a stabilizace ss pracovního bodu. Koncové stupně.
5 Základní vlastnosti operačního zesilovače. OZ v invertujícím a neinvertujícím zapojení. Střídavé zesilovače s OZ. Analýza kombinovaných operačních sítí. OZ jako komparátor.
6 Druhy zpětných vazeb a jejich vliv na vlastnosti zesilovačů. Praktická použití Blackova vztahu.
7 Základní zapojení LC oscilátorů - zpětnovazebních a se záporným odporem. Oscilační podmínky. Mechanismus stabilizace amplitudy kmitů. Oscilátory RC, způsoby stabilizace amplitudy.
8 Princip tranzistorového rezonančního zesilovače a násobiče kmitočtu. Další metody násobení kmitočtu. Směšovače aditivní a multiplikativní.
9 Modulátory a demodulátory klasických analogových modulací (AM, FM) a modulací typu "klíčování nosné" (ASK, FSK, PSK).
10 Základní bloky analogových IO: proudové a napěťové reference, proudová zrcadla, diferenční zesilovače, základní tranzistorové struktury.
11 Integrované operační zesilovače a komparátory: rozbor topologie známých integrovaných zesilovačů a komparátorů. Principy prvků VFA, CFA, CCII, TOA, OTA.
12 A/D a D/A převodníky - nejpoužívanější obvodové principy včetně převodníků sigma-delta a vlastnosti konkrétních komerčních typů.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se současným stavem analogové techniky vhodnou kombinací teorie, intuitivniho přístupu a počítačové simulace. Předmět respektuje skutečnost současné existence diskrétních obvodů a stále více převažující integrované techniky.

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

BIOLEK, D. Analogové elektronické obvody - L. ISBN MEL101. Elektronické učební texty. (CS)
BIOLEK, D. Analogové elektronické obvody - P. MEL102. Elektronické učební texty. (CS)
BIOLEK, D. Analogové elektronické obvody - Počítačová a laboratorní cvičení. ISBN 80-214-2490-7.UMEL FEKT VUT Brno, 2003. (CS)

Doporučená literatura

BIOLEK, D. Řešíme elektronické obvody aneb kniha o jejich analýze. Praha: BEN Technická literatura, 2004. s. 1 ( s.)ISBN: 80-7300-125- X. (CS)
LÁNÍČEK,R.: Elektronika - obvody, součástky, děje. BEN, Praha 1998. (CS)
NEUMANN,P.-UHLÍŘ,J.: Elektronické obvody a funkční bloky I a II, ČVUT Praha, 1999 a 2001. (CS)
PUNČOCHÁŘ,J.: Operační zesilovače v elektronice (páté vydání). BEN, Praha 2002. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-MET , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Lineární, nelineární aparametrické obvody, změna spektra
Usměrňovače, vyhlazovaci filtry,
Pasivni stabilizátory
Zesilovače napětí a výkonu
Zpětná vazba a stabilita zesilovačů
Oscilátory LC a RC
Směšovače
Modulátory a demodulátory
Základní bloky analogových IO
Operační zesilovače
Operační sítě
Integrované stabilizátory a nf výkonové zesilovače
A/D a D/A převodníky

Cvičení odborného základu

12 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Úvodní hodina
Pracovní bod a jeho pohyb - návrh zesilovačů s tranzistory bipolárními a MOSFE
Ověřování základních vlastností operačních zesilovačů
Zapojení s operačními zesilovači
Operační usměrňovače
AKO a generátory signálů

Cvičení na počítači

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Simulace v MicroCapu:

Úvodní hodina
Pracovní bod a jeho pohyb
Ověřování základních vlastností operačních zesilovačů
Zapojení s operačními zesilovači
Operační usměrňovače
AKO a generátory signálů

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Úvodní hodina
Pracovní bod a jeho pohyb
Ověřování základních vlastností operačních zesilovačů
Zapojení s operačními zesilovači
Operační usměrňovače
AKO a generátory signálů