Detail předmětu
Analogová technika
FEKT-BPC-ANAAk. rok: 2021/2022
Základní stavební bloky analogových obvodů: pasivní RC a LCR obvody, obvody s diodami a referenčními diodami, s bipolárními a unipolárními tranzistory, operační zesilovače, komparátory.
Další aplikace: lineární a nelineární obvody s operačními zesilovači, aktivní filtry, napájecí zdroje, analogové spínače a vzorkovače/sledovače s pamětí, aplikace komparátorů, generátory harmonických a neharmonických signálů,
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent předmětu bude schopen:
- navrhnout základní analogové bloky s bipolárními a unipolárními tranzistory,
- vysvětlit vnitřní strukturu operačních zesilovačů a dalších analogových integrovaných obvodů,
- navrhnout základní lineární obvody s operačními zesilovači,
- navrhnout požadovanou přenosovou funkci aktivních filtrů,
- znát funkci základních nelineárních obvodů,
- navrhnout obvody s komparátory,
- rozumět aplikacím operačních zesilovačů či komparátorů ve funkčních generátorech, stabilizátorech napětí apod.
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
Zápočet: Zápočet společně za všechny druhy cvičení uděluje Ing. David Kubánek, Ph.D.
Protože situace loňského roku byla z důvodu distanční výuky specifická, je nutno při opakování předmětu v letošním roce presenčně absolvovat jak laboratorní, tak i počítačová cvičení. Numerické cvičení bude uznáno, pokud bylo hodnocení numerického cvičení nenulové. O uznání numerických cvičení je nutno požádat na začátku semestru Ing. Davida Kubánka, PhD.
V případě přechodu na distanční výuku budou počítačová a laboratorní cvičení sloučena a hodnocena společně max 20 body.
Osnovy výuky
2. Základní stavební jednotky analogových obvodů
3. Vnitřní struktura operačních zesilovačů
4. Invertující a neinvertující zapojení operačního zesilovače
5. Parametry operačních zesilovačů a jejich vliv na základní zapojení
6. Lineární obvody
7. Kmitočtové filtry
8. Nelineární obvody
9. Obvody s elektronickými spínači
10.Napájecí zdroje
11.Komparátory
12.Generátory: oscilátory a funkční generátory
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
VRBA, K.; MIŠUREC, J. Technika analogových obvodů. Vysoké učení technické v Brně, Nakladatelství VUTIUM, 2020. 423 s. ISBN: 978-80-214-5901-4. https://dspace.vutbr.cz/handle/11012/195807
Doporučená literatura
RAUT, R.; Swamy, M.N.S.: Modern Analog Filter Analysis And Design, Wiley Verlag, 2005
WINDER , S.: Filter design. Bidless, Oxford 1998
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-AMT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BPC-AUD bakalářský
specializace AUDB-TECH , 2 ročník, zimní semestr, povinný
specializace AUDB-ZVUK , 2 ročník, zimní semestr, povinný - Program BPC-EKT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BPC-IBE bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BPC-MET bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BPC-SEE bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program BPC-TLI bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný
- Program IT-BC-3 bakalářský
obor BIT , 2 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BIT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Základní stavební bloky analogových obvodů: zapojení s diodami, s referenčními diodami, s bipolárními a unipolárními tranzistory, referenční zdroje napětí a proudu, proudová zrcadla
3. Struktura operačních zesilovačů: diferenční zesilovače, příklady zapojení operačních zesilovačů s bipolárními a unipolárními tranzistory, OTA zesilovače aj.
4. Parametry operačních zesilovačů a jejich vliv na základní zapojení: konečné zesílení, diferenčí a souhlasná vstupní impedance, výstupní impedance, klidové proudy, drift, šum, kmitočtová charakteristika, přechodová charakteristika
5. Lineární obvody s operačními zesilovači: invertující, neinvertující, sčítací a rozdílové zapojení, můstková zapojení, řízené zdroje napětí a proudu, ss referenční zdroje napětí a proudu, integrátor, derivátor, stř. zesilovače
6. Pasivní a aktivní kmitočtové filtry: dolní, horní a pásmové propusti, pásmové nádrže, fázovací články, aproximace kmitočtových charakteristik, návrh filtrů, filtry vyšších řádů
7. Nelineární obvody: horní, dolní a oboustranné diodové omezovače, diodové funkční měniče, logaritmické a exponenciální převodníky, operační usměrňovače
8. Obvody s elektronickými spínači: analogové multiplexery a demultiplexery, zesilovače s přepínatelným zesílením, elektronické střídače, vzorkovače/sledovače s pamětí
9. Napájecí zdroje: výkonové usměrňovače, stabilizátory napětí, integrované stabilizátory, symetrické stabilizátory sledovacího typy
10. Komparátory: parametry, okénkové komparátory, komparátory s hysterezí
11. Generátory: oscilátory, funkční generátory, multivibrátory
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Zdroj konstantního proudu s tranzistorem, proudové zrcadlo, zdroj proudu s FET, zapojení zesilovače SE
3. Návrh jednoduchého diferenčního OZ, invertující zapojení OZ a vliv reálných vlastností OZ na jeho vlastnosti
4. Neinvertující zapojení OZ a jeho vlastnosti, návrh precisního přístrojového zesilovače, precisní zdroj proudu
5. Návrh aktivních filtrů: DP 2. řádu, DP 6. řádu, HP 2. řádu, PP 2. řádu
6. Návrh elektronického střídače, návrh zesilovače s elektronicky přepínatelným zesílením, dvoucestný operační usměrňovač, návrh napájecího zdroje s integrovaným stabilizátorem
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Střídavá analýza a její význam při návrhu analogových obvodů
3. Časová analýza a její význam při návrhu analogových obvodů
4. Citlivostní analýza a její význam při návrhu při návrhu analogových obvodů
5. Modely aktivních prvků, dělení dle úrovně
6. Identifikace chyb v návrhu analogového obvodu
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
3. - 4. Individuální návrh, stavba, oživení a změření diodového funkčního měniče.
5. - 6. Individuální návrh, stavba, oživení a změření obvodů s komparátory.
7. Závěrečné zhodnocení realizovaných úloh
Elearning