Detail předmětu
Elektronika pro informační technologie
FIT-IELAk. rok: 2024/2025
Základní pojmy a veličiny v elektrických obvodech. Ustálený stejnosměrný stav v lineárních elektrických obvodech. Princip superpozice. Analýza obvodů pomocí metody zjednodušování, vět o náhradních zdrojích, aplikace Kirchhoffových zákonů, metody smyčkových proudů a uzlových napětí. Analýza přechodových dějů v elektrických obvodech v časové oblasti. Analýza RC, RL a RLC obvodů. Bezeztrátové a ztrátové vedení. Šíření signálů na vedení. Analýza nelineárních elektrických obvodů. Parametry a charakteristiky polovodičových prvků. Polovodičové součástky, bipolární technologie, PN přechod, dioda. Bipolární tranzistory, tranzistor jako spínač. Unipolární tranzistory, hradla TTL a CMOS (logické úrovně, příkon). Operační zesilovače. Číslicově-analogový převodník. Analogově-číslicové převodníky. Přehled důležitých elektronických obvodů. Mikroelektronika, principy výroby integrovaných obvodů. Metody pro měření elektrických a neelektrických veličin. Moderní měřicí technika. Principy a použití číslicových měřících přístrojů.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
V průběhu semestru je bodově hodnoceno 6 laboratoří (každá za maximálně 3 body), semestrální projekt (max. 12 bodů) a půlsemestrální zkouška (max. 15 bodů).
Půlsemestrální a semestrální písemná zkouška: Pro získání bodů ze semestrální zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 27 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body. Laboratoře jsou dobrovolné. Pro prezenční účast v laboratoři je nutné být proškolen. Zmeškanou laboratoř lze ve výjimečných případech nahradit ke konci semestru po osobní domluvě s cvičícím (náhradní termín laboratoře, individuální projekt apod.).
Podmínky zápočtu:
- Získání alespoň 3 bodů ze semestrálního projektu a alespoň 6 bodů z laboratoří.
Učební cíle
Schopnost analýzy činnosti elektronických obvodů, které mají praktickou návaznost na informační technologie. Znalost bezpečnostních předpisů pro práci s elektrickými zařízeními.
Studijní opory
Základní literatura
Horowitz, P., Hill, W.: The art of electronics 3rd edition, Cambridge University Press, 2015.
Murina, M., Sedláček, J.: Elektrotechnika II - počítačová cvičení. Brno, skripta FEKT VUT.
Murina, M.: Teorie obvodů. Brno, VUTIUM 2000.
Sedláček, J., Dědková, J.: Elektrotechnika I - laboratorní a počítačová cvičení. Brno, skripta FEKT VUT.
Sedláček, J., Valsa, J.: Elektrotechnika II. Brno, skripta FEKT VUT.
Doporučená literatura
Gescheidtová, E.: Základní metody měření v elektrotechnice. Brno, CERM 2000.
Láníček, R.: ELEKTRONIKA, obvody-součástky-děje, BEN - technická literatura, Praha 1998
Lecture notes written in PowerPoint (EN)
Přednášky v provedení PowerPoint (CS)
Punčochář, J.: Operační zesilovače v elektronice, BEN - technická literatura, Praha 1999
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
- Základní pojmy a veličiny v elektrických obvodech.
- Ustálený stejnosměrný stav v lineárních elektrických odporových obvodech (Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony)
- Odporové sítě s jedním a více napájecími stejnosměrnými zdroji, analýza obvodů pomocí metody zjednodušování
- Věty o náhradních zdrojích (Theveninův teorém), metoda smyčkových proudů a uzlových napětí, princip superpozice
- Obecný matematický popis obvodů RC, RL, RLC. RC, RL a RLC obvody s napájecími stejnosměrnými zdroji napětí. Přechodové jevy
- Střídavá napětí a Fourierova řada, řešení RLC obvodů. RLC obvody v impulsním režimu, kmitočtové filtry
- Bezeztrátové a ztrátové vedení. Šíření signálů na vedení. Přenos signálů
- Polovodičové součástky, bipolární technologie, PN přechod, dioda
- Bipolární tranzistory, tranzistor jako spínač
- Unipolární tranzistory, hradla TTL a CMOS (logické úrovně, příkon)
- Operační zesilovač (ideální) s váhovými odporovými sítěmi. Číslicově-analogový převodník. Analogově-číslicové převodníky.
- Přehled důležitých elektronických obvodů (napájecí zdroje, stabilizátory, oscilátory, multivibrátory, bistabilní klopný obvod, Schmittův klopný obvod, časovač, komparátor, vysílač, přijímač). Mikroelektronika, principy výroby integrovaných obvodů
- Metody pro měření elektrických a neelektrických veličin. Moderní měřicí technika. Principy a použití číslicových měřících přístrojů
Seminář
Vyučující / Lektor
Osnova
- Odporové sítě. Praktická zapojení. Editor a simulátor elektrických obvodů připojených na zdroj stejnosměrného napětí. Audiovizuální ukázky
- RLC obvody, přechodné děje. Praktická zapojení. Editor a simulátor RLC elektrických obvodů připojených na zdroj střídavého napětí. Audiovizuální ukázky
- Bipolární technologie, dioda. Praktická zapojení. Audiovizuální ukázky
- Bipolární technologie, tranzistor. Praktická zapojení. Audiovizuální ukázky
- A/D a D/A převodníky. Audio-vizuální ukázky práce s profesionálními elektronickými přístroji
- Přenos signálů. Praktická zapojení. Audiovizuální ukázky
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
- Odporové sítě. Praktická zapojení. Editor a simulátor elektrických obvodů připojených na zdroj stejnosměrného napětí
- RLC obvody, přechodné děje. Praktická zapojení. Editor a simulátor RLC elektrických obvodů připojených na zdroj střídavého napětí
- Bipolární technologie, dioda. Praktická zapojení ve stejnosměrných a střídavých obvodech. Měření voltampérové charakteristiky diody
- Bipolární technologie, tranzistor. Praktická zapojení. Měření voltampérových charakteristik tranzistoru
- A/D a D/A převodníky. Audio-vizuální ukázky práce s profesionálními elektronickými přístroji
- Přenos signálů. Praktická zapojení
Projekt
Vyučující / Lektor
Osnova
- Metoda smyčkových proudů
- Metoda uzlových napětí
- Theveninův teorém
- Přechodné děje v RLC obvodech
Elearning