Detail předmětu

Analogové elektronické obvody

FEKT-KAEOAk. rok: 2012/2013

Teoretické základy analýzy a syntézy analogových elektronických obvodů: klasifikace elektronických obvodů a obvodových prvků, základy modelování reálných obvodových prvků, stabilita obvodů, zpětná vazba a její využití. Základní zapojení analogových elektronických obvodů a jejich vlastnosti: obvody s operačními zesilovači, elektrické filtry, základní tranzistorové stupně a zapojení, zesilovače, usměrňovače, stabilizátory, měniče, tvarovače, násobičky, směšovače, modulátory, demodulátory a oscilátory. Použití programu MATLAB, SNAP a PSPICE při počítačové analýze elektronických obvodů. Měření vybraných elektronických obvodů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Garant předmětu

prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí se základními principy analogových elektronických obvodů, s využitím počítače při jejich analýze a s praktickým měřením typických elektronických obvodů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.
Absolvování předmětu Elektronické praktikum.

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

Změření a zpracování všech laboratorních úloh.
Aktivní účast na všech počítačových cvičeních.
Kontrolní test v rámci numerické části přednášek.
Písemná forma závěrečné semestrální zkoušky.

Osnovy výuky

1. Elektronické obvody - základní pojmy a dělení.
2. Prvky elektronických obvodů - dvojpólové a vícepólové prvky, lineární a nelineární dvojbrany.
3. Modelování reálných obvodových prvků - polovodičová dioda, bipolární a unipolární tranzistor, operační zesilovač, aproximace charakteristik.
4. Elektronický obvod jako lineární dynamická soustava - základy teorie stability a zpětné vazby.
5. Obvody s operačními zesilovači, základní typy a vlastnosti operačních zesilovačů, napěťové a proudové zesilovače, převodníky.
6. Elektrické filtry - principy a použití filtrů, pasivní a aktivní filtry, filtry se syntetickými prvky.
7. Základní stupně s tranzistory - zapojení se společným emitorem (SE), kolektorem (SK) a bází (SB), kmitočtové vlastnosti základních stupňů.
8. Obvody s tranzistory - zdroje proudu, proudová zrcadla, Darlingtonovo zapojení, kaskádní spojení základních stupňů, diferenční zesilovač.
9. Základní dělení a vlastrnosti zesilovačů, třídy zesilovačů, širokopásmové a úzkopásmové (laděné) zesilovače.
10. Výkonové zesilovače nízkofrekvenční a vysokofrekvenční, speciální třídy zesilovačů.
11. Napájecí obvody - druhy usměrňovačů, stabilizátory, měniče.
12. Základní druhy měničů signálů - tvarovače, násobičky, modulátory, demodulátory, směšovače.
13. Generátory signálů - oscilátory se záporným diferenciálním odporem, oscilátory LC, krystalové oscilátory, oscilátory RC, laděné oscilátory.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními principy analogových elektronických obvodů, ukázat možnosti využití počítače při jejich analýze a ověřit jejich vlastnosti praktickým měřením typických elektronických obvodů.

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

BRANČÍK, L.; DOSTÁL, T. Analogové elektronické obvody. Přednášky. Brno: MJ Servis, s.r.o., 2007. s. 1-125. ISBN: 978-80-214-3525- 4. (CS)
BRANČÍK, L.; DOSTÁL, T. Analogue electronic circuits. Lectures. Brno: MJ Servis, s.r.o., 2007. s. 1-103. ISBN: 978-80-214-3514- 8. (EN)

Doporučená literatura

DOSTÁL, J., Operační zesilovače. Praha: BEN, 2005. (CS)
HÁJEK, K., SEDLÁČEK, J., Kmitočtové filtry. Praha: BEN, 2002. (CS)
KOLKA, Z.; BIOLEK, D.; BIOLKOVÁ, V.; BIOLEK, Z. Modelování a simulace pomocí PSpice. Brno: Tribun EU, 2011. (CS)
PEASE, R. A., Analog Circuits (World Class Designs). Burlington: Newnes, 2008. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-EST , 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

prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Osnova

Elektronické obvody, jejich účel, dělení a parametry.
Obvodové prvky a funkční bloky.
Modelování obvodových prvků.
Obvod jako lineární dynamická soustava, stabilita, zpětná vazba.
Obvody s operačními zesilovači.
Elektrické filtry.
Základní obvody s tranzistory BJT a FET.
Vícestupňové obvody s tranzistory.
Zesilovače, nf, vf, širokopásmové, úzkopásmové, s laděnými obvody, výkonové.
Obvody napáječů, usměrňovače, stabilizátory, měniče DC/DC.
Měniče a tvarovače signálů, směšovače, modulátory a demodulátory.
Generátory signálů, oscilátory LC, RC, s PKJ, elektronicky laditelné.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Osnova

Úvodní informace, matematický model obvodu a jeho řešení pomocí programu MATLAB.
Symbolická analýza obvodů pomocí programu SNAP.
Základní seznámení s programem PSPICE, ověření základních obvodových teorémů.
Stejnosměrná a střídavá analýza elektrických obvodů, vlastnosti reálného OZ, bipolární tranzistor.
Časová analýza, modely základních prvků, simulace vybraných analogových obvodů.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ivana Jakubová

Osnova

Operační zesilovač - vlastnosti a aplikace.
Tranzistorový zesilovač a omezovač.
Diodový usměrňovač jednocestný a dvoucestný.
Zesilovače s integrovanými OZ.
Závěrečný test.