Detail předmětu
Analogová elektronika 2
FEKT-BPC-AE2Ak. rok: 2020/2021
Kurz prohlubuje a rozšiřuje znalosti získané v rámci Analogové elektroniky 1 především v oblasti praktického návrhu analogových obvodů a přináší celou řadu nových oblastí, které jsou ve znalostech návrháře a konstruktéra analogových obvodů nezbytné. Sem patří např. tvarovače signálu, základní tranzistorové stavební bloky (proudová zrcadla, diferenční páry), návrh tranzistorových zesilovacích stupňů a pracovního bodu, spínací obvody, zásady praktické práce s operačními zesilovači a jejich specifické nestandardní aplikace, komparátory, klopné obvody, generátory signálů, atd. Návrh a analýza těchto analogových obvodů náleží k základním dovednostem studentů bakalářského studia zaměřených na slaboproudou elektroniku. Řešené situace na přednáškách jsou doprovázeny počítačovým (OrCAD PSpice, Snap, Matlab) i laboratorním cvičením.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
2. Návrh laditelných oscilátorů I (analýza charakteristické rovnice, oscilační podmínka a kmitočet, analýza vztahů mezi generovanými signály)
3. Návrh laditelných oscilátorů II (závislost oscilačního kmitočtu na ladícím parametru, elektronické řízení, vícefázové výstupy, stabilizace amplitudy, zdroje nepřesností, metody rozšíření ladícího rozsahu)
4. Diodové funkční měniče, tvarovače a omezovače
5. Průchod signálu lineární a nelineární soustavou (dvojbrany, časové konstanty, přechodné děje, parametry pravoúhlého signálu)
6. Bipolární a unipolárních tranzistorové spínače
7. Analogové komparátory (vhodné aktivní prvky, typické topologie a návrh)
8. Diskrétní a integrované klopné obvody (bistabilní, monostabilní a astabilní klopný obvod s tranzistory, NE555, TTL hradla)
9. Generátory neharmonických kmitů I (základní generátory s OZ)
10. Generátory neharmonických kmitů II (speciální řešení, elektronické ladění, PWM)
11. Zásady pro praktickou práci s operačními zesilovači (parazitní jevy a ochranná opatření)
12. Základní bipolární a unipolárních stavební bloky (diferenční pár, linearizace a degenerace, konstrukce jednoduchého operačního zesilovače)
13. Moderní aktivní součástky pro návrh analogových obvodů a příklady aplikací
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
VOBECKÝ, J.; ZÁHLAVA, V. Elektronika - součástky a obvody, principy a příklady. Praha: Grada, 2005. (CS)
Doporučená literatura
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Diodové tvarovače, omezovače a jejich aplikace
3. Praktické vlastnosti základních bipolárních a unipolárních stavebních bloků (proudové zrcadlo, diferenční pár, operační zesilovač)
4. Návrh jednoduchých zesilovacích stupňů s bipolárním a unipolárním tranzistorem (parametry a výpočet pracovního bodu)
5. Bipolární a unipolárních tranzistorové spínače
6. Zásady pro praktickou práci s operačními zesilovači (parazitní jevy a ochranná opatření)
7. Analogové komparátory (vhodné aktivní prvky, typické topologie a návrh)
8. Operační zesilovače ve vybraných aplikačních situacích
9. Diskrétní a integrované klopné obvody (bistabilní, monostabilní a astabilní klopný obvod s tranzistory, NE555, další aktivní prvky)
10. Návrh laditelných jedno a vícefázových oscilátorů
11. Návrh laditelných generátorů neharmonických kmitů
12. Další principy generování signálů (šum, zázněj, nekoherentní a koherentní syntéza - fázový závěs)
13. Moderní aktivní součástky pro návrh analogových obvodů a příklady aplikací
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Výpočty v základních stavebních blocích (zrcadlo, diferenční pár, OZ) a návrh jednoduchých zesilovačů s bipolárním a unipolárním tranzistorem
3. Výpočtový návrh bipolárních a unipolárních tranzistorových spínačů a komparátorů (topologie, prahy)
4. Návrh klopných obvodů a aplikace časovače NE555
5. Přístupy k návrhu harmonických oscilátorů a tvarových generátorů
6. Návrh obvodu fázového závěsu
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Omezovače a tvarovače signálů
3. Zesilovače s unipolárními tranzistory
4. Bipolární a unipolární tranzistorové spínače
5. Analogové komparátory
6. Diskrétní a integrované klopné obvody
7. Principy generování signálů I (zdroje harmonických a tvarových kmitů)
8. Principy generování signálů II (RF, šum, syntezátory)
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Zesilovače s unipolárními tranzistory
3. Měření parametrů tranzistorových spínačů
4. Analogové komparátory a jejich aplikace
5. Diskrétní tranzistorové klopné obvody a časovač NE555
6. Harmonické oscilátory
7. Diskrétní a integrované generátory tvarových průběhů
8. Principy generování vysokofrekvenčních signálů
Elearning