Detail předmětu

Impulzová a číslicová technika

FEKT-KICTAk. rok: 2016/2017

Předmět se věnuje dvěma technickým oblastem: impulzní technice a digitální technice. Studenti si prohloubí znalosti s analogovými obvody, používanými pro přenos a zpracování nelineárních systémů. Kurz pokračuje digitální technikou, kde studenti získají teoretické i praktické zkušenosti s návrhem a implementací kombinačních i sekvenčních číslicových systémů. 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 digitálních 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 digitální obvody.

Prerekvizity

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

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují tutoriály a cvičení na počítači. Student odevzdává 7 domácích úloh během semestru. Předmět využívá eLearning.

Způsob a kritéria hodnocení

Domácí úkoly z tutoriálů a počítačových cvičení během semestru (30 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 digitální techniky.
5. Realizace kombinačních logických funkcí.
6. Úvod do sekvenčních systémů.
7. Asynchronní a synchronní systémy.
8. Stavové automaty.
9. Realizace digitálních integrovaných obvodů.
10. Úvod do jazyka VHDL.

Cvičení na počítačích:
1. Seznámení se simulačním prostředím LTspice.
2. Návrh a simulace tranzistorového spínače.
3. Návrh analogového komparátoru.
4. Úvod do kombinačních logických funkcí.
5. Implementace kombinačních logických funkcí.
6. Realizace aritmetických operací
7. Synchronní čítače 1.
8. Synchronní čítače 2.
9. 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 digitálních 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.

Základní literatura

BIOLKOVÁ, V., JAKUBOVÁ, I. a KOLOUCH, J. Impulzová a číslicová technika. Laboratorní cvičení. Skriptum. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2016. (CS)
FRÝZA, T., KOLOUCH, J., KOLKA, Z., KUBÍČEK, M., ŠOTNER, R. Impulzová a číslicová technika. Cvičení na počítači [online]. 2016 [cit. 2016-07-10]. Dostupné na elearningových stránek předmětu. (CS)
FRÝZA, T., KOLOUCH, J., KUBÍČEK, M. Impulzová a číslicová technika. Přednášky [online]. 2016 [cit. 2016-07-10]. Dostupné na elearningových stránek předmětu. (CS)

Doporučená literatura

KOLOUCH, J. Impulzová a číslicová technika. Přednášky. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2002. ISBN 978-80-214-2277-3. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-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 digitální techniky.
5. Realizace kombinačních logických funkcí.
6. Úvod do sekvenčních systémů.
7. Asynchronní a synchronní systémy.
8. Stavové automaty.
9. Realizace digitálních integrovaných obvodů.
10. Úvod do jazyka VHDL.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Seznámení se simulačním prostředím LTspice.
2. Návrh a simulace tranzistorového spínače.
3. Návrh analogového komparátoru.
4. Úvod do kombinačních logických funkcí.
5. Implementace kombinačních logických funkcí.
6. Realizace aritmetických operací
7. Synchronní čítače 1.
8. Synchronní čítače 2.
9. Stavové automaty.
Samostatný projekt

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

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.