Detail předmětu
Řídicí elektronika
FEKT-KREBAk. rok: 2014/2015
Řídicí obvody analogové a digitální. Tranzistory bipolární a unipolární v lineárním režimu, ve spínacím režimu. Vnitřní struktura operačních zesilovačů, praktická zapojení s OZ. Logické obvody kombinační a sekvenční, vnitřní struktura obvodů TTL, CMOS. Praktické obvodové zásady jejich úspěšného použití. A/D převodníky. D/A převodníky. Speciální obvody.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- popsat vlasnosti pasivních prvků R, L, C (lineárních/nemineárních, parametrických/neparametrických)
- používat parametrické prvky pro konstrukci čidel neelektrických veličin (teplta, tlak atd.)
- vyjmenovat a prakticky používat základní zákony a pravidla pro řešení lineárních elektrických obvodů
- definovat základní přenosové parametry přenosových dvojbranů
- vypočítat a nakreslit modulovou i fázovou frekvenční charakteristiku pasivních dvojbranů typů RC a RLC
- vypočítat a nastavit pracovní bod bipolárníhi tranzistoru v libovolném zapojení
- definovat h-parametry bipolárního tranzistoru
- vypočítat napěťové zasílení a vstupní odpor zesilovače s bipolárním tranzistorem (SE, SE+Re, SC, SB)
- nakreslit zapojení a vysvětlit funkci diferenčníhi zesilovače, proudového zrcadla a zdroje konstantního proudu
- popsat vnitřní strukturu jednoduchého OZ a vysvětlit princip činnosti
- popsat následující lineární zapojení s OZ: P, I, D, PI regulátor, vypočítat přenosové vlastnosti ve frekvenční i časové doméně, zakreslit frekvenční charakteristiky.
- popsat rozdíl mezi kombinačními a sekvenčními logickými obvody
- vyjmenovat axiomy booleovské algebry, použít je prakticky pro minimalizaci logického výrazu
- sestavit logický výraz podle pravdivostní tabulky
Prerekvizity
- Student by měl ovládat Kirchoffovy zákony - nikoliv jen „encyklopedicky“, ale prakticky, s jasným vhledem do konkrétní praktické situace.
- Student by měl ovládat praktický přístup k teoretickému řešení lineárních obvodů (postupné zjednodušování, princip superpozice, náhrada napěťového zdroje se sériovým odporem zdrojem proudovým s paralelním odporem či naopak, Theveninova věta). Měl by umět v dané situaci zvolit nejvhodněší metodu a použít ji, což vyžaduje nácvik. Měl by chápat, že metoda smyčkových proudů či uzlových napětí je mechanicky vykonavatelná metoda tj. s jednoduchou aplikací na danou situaci ovšem s pracným řešením soustavy lineárních rovnic a je tedy ve většině případů pro ruční analýzu obvodů neefektivní (příliš pracná, pomalá, nevhodná).
- Student by měl chápat geometrickou interpretaci pojmu derivace, určitý a neurčitý integrál. Musí to umět doložit na příkladech (nakreslit funkci vzniklou jako derivace či neurčitý integrál jiné nakreslené funkce – např. konstanta, obdélník, lineární nárůst atd.). Musí prakticky chápat význam integrační konstanty.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
65 bodů u zkoušky
100 bodů celkem
Osnovy výuky
2. Parametrické prvky jako snímače neelektrických veličin.
3. Základní zákony a pravidla pro řešení lineárních elektrických obvodů.
4. Přenosové čtyřpóly, dvojbrany. Základní přenosové parametry. Konkrétní pasivní dvojbrany RC, RLC, transformátor napětí, transformátor proudu.
5. Bipolární a unipolární tranzistory - nastavení ss. pracovního bodu, h-parametry. Zapojení: SE, SC, SB, rozdílový zesilovač, kaskody, proudová zrcadla.
6. Vnitřní struktura operačních zesilovačů.
7. Lineární zapojení s operačními zesilovači.
8. Nelineární zapojení s operačními zesilovači.
9. Digitální obvody kombinační, sekvenční.
10. Syntéza kombinačních obvodů.
11. Syntéza sekvenčních obvodů.
12. D/A převodníky.
13. A/D převodníky.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Patočka M., Vorel P.:Řídicí elektronika - aktivní obvody.
Patočka M., Vorel P.:Řídicí elektronika - pasivní obvody.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Parametrické prvky jako snímače neelektrických veličin.
3. Základní zákony a pravidla pro řešení lineárních elektrických obvodů.
4. Přenosové čtyřpóly, dvojbrany. Základní přenosové parametry. Konkrétní pasivní dvojbrany RC, RLC, transformátor napětí, transformátor proudu.
5. Bipolární a unipolární tranzistory - nastavení ss. pracovního bodu, h-parametry. Zapojení: SE, SC, SB, rozdílový zesilovač, kaskody, proudová zrcadla.
6. Vnitřní struktura operačních zesilovačů.
7. Lineární zapojení s operačními zesilovači.
8. Nelineární zapojení s operačními zesilovači.
9. Digitální obvody kombinační, sekvenční.
10. Syntéza kombinačních obvodů.
11. Syntéza sekvenčních obvodů.
12. D/A převodníky.
13. A/D převodníky.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Tranzistory - spínací režim.
Vnitřní struktura operačních zesilovačů (OZ).
Zapojení s OZ - lineární obvody.
Zapojení s OZ - nelineární obvody.
Zapojení s OZ - zvláštní obvody.
Vnitřní struktura digitálních obvodů TTL, CMOS.
Digitální obvody kombinační.
Digitální obvody sekvenční.
Paměti.
A/D převodníky.
D/A převodníky.
Zvláštní obvody.