Detail předmětu

Theory of AD and DA Signal Conversion

FEKT-MPA-TVPAk. rok: 2022/2023

Struktura řetězce pro digitální zpracování analogových signálů a rekonstrukci digitalizovaného signálu, používané kódy. Zesilovače s programovatelným zesílením, analogové multiplexery, vstupní a výstupní filtry. Vzorkovače s analogovou pamětí. D/A převodníky, ss a dynamické parametry, typy, struktura na čipu, aplikace. A/D převodníky, parametry, typy, struktura na čipu, aplikace. Autokalibrace a automatické nulování v převodnících. Testování a testovatelnost D/A a A/D převodníků. Převodníky U/f, převodníky f/U.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- definovat jednotlivé bloky řetězce převodu AD a DA signálu,
- definovat a vysvětlit základní parametry převodníků AD a DA,
- popsat statickou převodní charakteristiku převodníků AD a DA a vyznačit na ni některé ze statických parametrů převodníků,
- popsat funkci základních bloků převodníků AD a DA (vzorkovače, filtry, reference a další), stejně jako tyto části navrhnout,
- popsat a vysvětlit funkci jednotlivých struktur převodníků AD a DA, stejně jako na základě zadaných parametrů vybrat a navrhnout nejvhodnější strukturu pro danou aplikaci.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia zejména z oblasti návrhu analogových a digitálních obvodů a dále pak znalosti z oblasti analýzy a zpracování signálů. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, 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 přednášku a laboratorní cvičení.

Způsob a kritéria hodnocení

- maximálně 40 bodů za protokoly z laboratorních cvičení,
- maximálně 60 bodů za semestrální zkoušku, které je rozdělena na písemnou (45 bodů) a ústní část (15 bodů).

Osnovy výuky

Přednášky:
1. ZÁKLADNÍ POJMY PŘEVODNÍKŮ AD A DA
2. PŘEDZPRACOVÁNÍ SIGNÁLU
3. FILTRAČNÍ OBVODY
4. VZORKOVACÍ OBVODY
5. REFERENČNÍ ZDROJE
6. PŘEVODNÍKY DA
7. PŘEVODNÍKY AD
8. PŘEVODNÍKY SIGMA-DELTA
9. JINÉ TYPY PŘEVODNÍKŮ
10. TESTOVÁNÍ PŘEVODNÍKŮ
11. NOVÉ TRENDY V PŘEVODNÍCÍCH AD A DA

Cvičení:
1. Filtrace, vzorkování, aliasing
2. Převodník D/A s PWM
3. Převodník D/A s rezistorovou sítí R-2R
4,5. Převodník A/D typu sigma delta
6. Vlastnosti převodníků D/A a A/D

Učební cíle

Seznámit se základními principy analogově digitálních a digitálně analogových převodníků, s parametry integrovaných převodníků AD a DA a s možnostmi jejich aplikací.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní cvičení jsou povinná. Řádně omluvená absence na cvičení může být nahrazena po domluvě s vyučujícím.

Základní literatura

Harpe, P., Baschirotto, A., Makinwa, K., A., A.: High-Performance AD and DA Converters, IC Design in Scaled Technologies, and Time-Domain Signal Processing: Advances in Analog Circuit Design, Springer, 2014, ISBN: 978-3319079370 (EN)
Holberg, D., R., Allen, P., E.: CMOS Analog Circuit Design, 3rd edition, 2013, ISBN: 978-0198097389 (EN)

Doporučená literatura

Gerfers, F., Ortmanns, M.: Continuous-Time Sigma-Delta A/D Conversion: Fundamentals, Performance Limits and Robust Implementations, Springer, 2006, ISBN: 978-3540284062 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-MEL magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program MPAD-MEL magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení odborného základu

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor