Detail předmětu

Modern electronic circuit design

FEKT-DRE1AAk. rok: 2012/2013

Computer modeling of electronic circuits: Spice-class simulators, steady-state calculation, approximate symbolic analysis, system modeling with VHDL-AMS, transmission-line circuits, signal integrity analysis in discrete and integrated applications, simulation of switched circuits.
Analog integrated circuit design: CMOS technology, practical exercise– design of transconductance operating amplifier, analysis of special problems (ESD protection, latch-up, EMC of integrated circuits).
Circuit optimization: formulation of objective function, local and global methods, multicriterial problems.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Principles of classical circuit simulation, modeling with VHDL-AMS, approximate symbolic analysis, analysis of transmission-line circuits, signal integrity, analysis of switched circuits. Optimization. Basics of analog integrated circuit design in CMOS technology.

Prerekvizity

-

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Teaching methods depend on the type of course unit as specified in the article 7 of BUT Rules for Studies and Examinations.

Způsob a kritéria hodnocení

Project and final discussion.

Osnovy výuky

1. Computer modeling of electronic circuits - 6 seminars (Dr. Zdeněk Kolka, Dr. Lubomír Brančík)
2. Analog integrated circuit design - 4 seminars (Dr. Pavel Horský, AMI Semiconductor)
3. Circuit optimization - 3 seminars (Prof. Zbyněk Raida)

Učební cíle

The aim of the course is to provide an overview of modern methods for analysis and design of discrete and integrated electronic circuits.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EKT-PPA doktorský

    obor PPA-TEE , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PPA-SEE , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PPA-EST , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PPA-BEB , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PPA-MET , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PPA-MVE , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PPA-TLI , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PPA-FEN , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PPA-KAM , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

  • Program EKT-PKA doktorský

    obor PKA-EST , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PKA-TLI , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PKA-TEE , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PKA-MVE , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PKA-FEN , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PKA-BEB , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PKA-MET , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PKA-SEE , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový
    obor PKA-KAM , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Seminář

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Osnova

*Počítačové modelování elektronických obvodů I (3 semináře, Doc. Dr. Ing. Zdeněk Kolka)

1. Programy třídy Spice: řešení ve stejnosměrné, frekvenční a časové oblasti. Přesnost výpočtu, problémy s konvergencí. Modely. Ukázkové příklady.

2. Metody pro výpočet ustálené odezvy v časové, spektrální a kombinované oblasti. Metody pro přibližnou symbolickou analýzu a jejich využití.

3. Jazyk VHDL-AMS pro modelování číslicově-analogových systémů. Popis systému, nespojitosti, vazba analogové a číslicové části.

*Počítačové modelování elektronických obvodů II (3 semináře, Doc. Ing. Lubomír Brančík, CSc.)

4. Semisymbolická simulace lineárních obvodů. Nulové body a póly.

5. Metody pro řešení obvodů s úseky vedení. Využití pro analýzu integrity signálu v diskrétních i integrovaných aplikacích.

6. Simulace obvodů se spínači, zpracování nekonsistentních počátečních podmínek.

*Návrh analogových integrovaných obvodů (4 semináře, Dr. Ing. Pavel Horský, AMI Semiconductor).

7. Stavební prvky integrovaných obvodů. Specifika CMOS technologie, parazitní prvky, vliv výrobního rozptylu.

8. Metodika návrhu základních bloků, analytický model a jeho řešení. Rozbor transkonduktančního OZ.

9. Praktické cvičení – návrh transkonduktančního operačního zesilovače.

10. Řešení a simulace speciálních úloh: ochrana před elektrostatickými výboji (ESD), latch-up, EMC integrovaných obvodů.

*Optimalizace obvodů (3 semináře, Prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida)

11. Klasifikace optimalizačních úloh (lokální a globální, jedno- a více-kriteriální, atd.). Formulace kriteriální funkce.

12. Lokální optimalizační metody (nejstrmější sestup, Newtonova metoda, kvazi-Newtonovy metody).

13. Globální optimalizační metody (evoluční algoritmy, metody swarm-intelligence). Více-kriteriální úlohy.