Detail předmětu

EM Compatibility and Radiation Issues

FEKT-MPA-EMRAk. rok: 2022/2023

Předmět je prakticky orientován. Studentům je představena problematika elektromagnetické kompatibility z pohledu platných norem. Požadavky norem jsou teoreticky vysvětleny a demonstrovány na konkrétních příkladech. V rámci laboratorních cvičení studenti provádí reálná měření systémů a jejich částí a posuzují jejich vlastnosti z hlediska splnění EMC norem. Dále jsou studenti seznámeni s problematikou ionizujícího záření. Diskutovány jsou jednotlivé typy záření, oblasti jejich výskytu, jejich vliv na elektronické komponenty, a způsoby návrhu systémů s ohledem na provoz v prostředí se zvýšenou koncentrací ionizujícího záření (RNDr. Aleš Jančář, Ph.D.).

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

Ing. Michal Kubíček, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen
- pro danou aplikaci vyhledat platné normy, které musí splňovat zařízení z hlediska EMC
- provést systémovou analýzu a určit kritické komponenty a místa z hlediska EMC
- navrhnout systém s ohledem na požadavky EMC
- u systémů vykazujících problémy z hlediska EMC navrhnout řešení pro jejich odstranění
- uvést obecné vlivy ionizujícího záření na elektronické systémy
- analyzovat požadavky na systém z hlediska ionizujícího záření s ohledem na umístění zařízení
- stanovit vhodné způsoby ochrany elektronických systémů před ionizujícím zářením

Prerekvizity

Předpokládá se znalost fyzikálních principů šíření elektromagnetických vln ve volném prostoru i ve vedení a základních principů kvantové fyziky. Jsou požadovány znalosti funkce základních elektronických součástek (rezistor, kapacitor, induktor, transformátor, dioda, bipolární a unipolární tranzistor), vlastnosti jejich základních zapojení (pasivní RLC články, usměrňovače, tranzistorové spínače) a základní znalost diferenciálního a integrálního počtu.

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „§6 Elektrotechnik“ dle zákona 250/2021 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

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Studenti jsou hodnoceni průběžně během semestru za aktivní práci v laboratorních cvičeních. Povinná závěrečná zkouška se skládá z písemné a ústní části. Podmínkou získání zápočtu je získání předepsaného počtu bodů z laboratorních cvičení.

Osnovy výuky

1. EMC: definice, historie a vývoj. Zdroje a důsledky rušení.
2. Vazební mechanismy přenosu rušení, metody zmenšování parazitních vazeb.
3. Omezování rušení, zásady návrhu dps a odrušovacích filtrů.
4. Elektromagnetické stínění.
5. Metody pro měření rušivých signálů a jejich analýza.
6. Metody pro testování odolnosti komunikačních komponent.
7. Metastabilita, praktické metody pro řešení EMC problémů.
8. Ionizující záření v blízkosti Země a ve volném prostoru, vliv záření na elektroniku.
9. Odolnost polovodičových součástek vůči záření (SEE a TID), MTBF.
10. Ochrana před vznikem a vlivy SEE: návrh systému, stínění, TMR, ECC, FEC.
11. Testování odolnosti systémů vůči ionizujícímu záření.
12. Testovací SW na radiační zkoušky.
13. Legislativa ionizujících zdrojů, dostupná měřicí pracoviště a požadavky na jejich provoz.

Učební cíle

Předmět seznámí studenty s problematikou návrhu elektronických systémů s ohledem na elektromagnetickou kompatibilitu a vlivy ionizujícího záření. Studenti se budou orientovat v návrhových pravidlech pro systémy operující ve volném prostoru (oběžné dráhy Země, meziplanetární prostor), i v jejich testování a měření pro posouzení jejich odolnosti z hlediska platných norem.

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

KNOLL, G. Radiation Detection and Measurement. 4th Ed. Wiley, 2010. 864 p. ISBN: 978-0470131480. (EN)
NIKOLOPOULOS, C. D.: Electromagnetic Compatibility for Space Systems Design. IGI Global 2018, ISBN: 978-1522554158. (EN)
VELAZCO, R.: Radiation Effects on Integrated Circuits and Systems for Space Applications. Springer; 1st ed. 2019, ISBN: 978-3030046590. (EN)
ZHANG, H., ZHANG, Y., HUANG, C., YUAN, Y., CHENG, L.: Spacecraft Electromagnetic Compatibility Technologies. Springer Singapore 2020, ISBN: 978-981-15-4781-2. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech