Detail předmětu

Impulzová a číslicová technika

FEKT-BICTAk. rok: 2015/2016

Předmět se věnuje dvěma technickým oblastem: impulzní technice a číslicové technice. Studenti si prohloubí znalosti s analogovými obvody, používanými pro přenos a zpracování nelineárních systémů. Kurz pokračuje číslicovou technikou, kde studenti získají teoretické i praktické zkušenosti s návrhem a implementací kombinačních i sekvenčních číslicových systémů (převodníky, čítače, stavové automaty). Součástí předmětu je osvojení si základních vědomostí o programovacím jazyce VHDL a jeho použití pro programovatelné logické obvody.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen: (a) porozumět a popsat základní vlastnosti impulzních a číslicových obvodů, (b) navrhnout odvodové zapojení nelineárního systému pro přenos a zpracování impulzních signálů, (c) navrhnout libovolný systém kombinační techniky, (d) navrhnout asynchronní a synchronní subsystém, (e) naprogramovat základní struktury číslicové techniky v jazyce VHDL, (f) technicky využívat číslicové obvody.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti základů elektronických součástek (pasivní, polovodičové obvody) a výrokové logiky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, počítačová a laboratorní cvičení. Student pracuje na jednom skupinovém projektu během semestru. Předmět využívá eLearning.

Způsob a kritéria hodnocení

Samostatný projekt během semestru (15 bodů), laboratorní cvičení (15 bodů), závěrečná zkouška (70 bodů).

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Impulzové signály v lineárních a nelineárních obvodech.
2. Spínací diody a tranzistory v impulzových obvodech.
3. Analogové komparátory, klopné obvody.
4. Úvod do číslicové techniky.
5. Realizace kombinačně logických funkcí.
6. Úvod do sekvenčních systémů.
7. Asynchronní a synchronní systémy.
8. Stavové automaty.
9. Technická realizace číslicových integrovaných obvodů.
10. Úvod do jazyka VHDL.

Cvičení na počítačích:
1. Přenos impulzového signálu lineární a nelineární soustavou.
2. Návrh a simulace tranzistorového spínače.
3. Návrh analogového komparátoru.
4. Úvod do kombinačně logických funkcí.
5. Implementace kombinačních logických funkcí 1.
6. Implementace kombinačních logických funkcí 2.
7. Synchronní čítače 1.
8. Synchronní čítače 2.
9. Synchronní systémy, stavové automaty.
Samostatný projekt

Laboratorní cvičení:
1. Monostabilní a astabilní klopný obvod.
2. Časovací obvod 555.
3. Komparační zesilovač.
4. Kombinační logické obvody.
5. Syntéza kombinačních logických funkcí pomocí kombinačních obvodů.
6. Hazardy.
7. Číslicový sekvenční systém.
8. Asynchronní a synchronní čítač.
9. Asynchronní čítače, synchronní čítače a stavové automaty.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy impulzních a číslicových obvodů a naučit je praktickým postupům návrhu obvodových zapojení kombinačních, asynchronních a synchronních číslicových systémů.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-EST , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

19 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Impulzové signály v lineárních a nelineárních obvodech.
2. Spínací diody a tranzistory v impulzových obvodech.
3. Analogové komparátory, klopné obvody.
4. Úvod do číslicové techniky.
5. Realizace kombinačně logických funkcí.
6. Úvod do sekvenčních systémů.
7. Asynchronní a synchronní systémy.
8. Stavové automaty.
9. Technická realizace číslicových integrovaných obvodů.
10. Úvod do jazyka VHDL.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.
doc. Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Osnova

1. Přenos impulzového signálu lineární a nelineární soustavou.
2. Návrh a simulace tranzistorového spínače.
3. Návrh analogového komparátoru.
4. Úvod do kombinačně logických funkcí.
5. Implementace kombinačních logických funkcí 1.
6. Implementace kombinačních logických funkcí 2.
7. Synchronní čítače 1.
8. Synchronní čítače 2.
9. Synchronní systémy, stavové automaty.
Samostatný projekt

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Viera Biolková

Osnova

1. Monostabilní a astabilní klopný obvod.
2. Časovací obvod 555.
3. Komparační zesilovač.
4. Kombinační logické obvody.
5. Syntéza kombinačních logických funkcí pomocí kombinačních obvodů.
6. Hazardy.
7. Číslicový sekvenční systém.
8. Asynchronní a synchronní čítač.
9. Asynchronní čítače, synchronní čítače a stavové automaty.