Detail předmětu

Analogová technika

FEKT-BANAAk. rok: 2017/2018

Základní aplikace: pasivní RC a LCR obvody, základní obvody s diodami, bipolárními a unipolárními tranzistory, s operačními zesilovači a konvejory, OTA, komparátory a časovači.
Další aplikace: lineární a nelineární obvody s operačními zesilovači, aktivní filtry, generátory signálů, širokopásmové zesilovače, výkonové zesilovače, napájecí zdroje, analogové spínače a vzorkovače s pamětí, analogové obvody pro D/A a A/D převodníky, měřicí obvody.

Výsledky učení předmětu

Předmět svým charakterem umožní získat praktický přístup k návrhu analogových obvodů nejrůznějšího typu. Absolvent předmětu bude schopen:
- navrhnout základní tranzistorové struktury 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,
- popsat funkci nelineárních obvodů s operačními zesilovači,
- rozumět aplikacím operačních zesilovačů ve funkčních generátorech, stabilizátorech napětí, v A/D a D/A převodnících.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni základů teoretické elektrotechniky, zejména Ohmův zákon a Kirchhoffovy zákony, student musí být schopen analyzovat jednoduché pasivní obvody, musí znát funkci polovodičové diody, funkci bipolárního a unipolárního tranzistoru.

Doporučená nebo povinná literatura

TIETZE , U.; SCHENK, CH.: Electronic circuits - Design and applications. Springer, London 1999
SEDRA , A. S.; SMITH, K. C.: Microelectronic Circuits. Oxford University Press, Oxford 1998
WINDER , S.: Filter design. Bidless, Oxford 1998
RAUT, R.; Swamy, M.N.S.: Modern Analog Filter Analysis And Design, Wiley Verlag, 2005
FEUCHT, D.: Designing High - performance amplifiers. SciTech Publishing, 2010
VRBA, K.: Analogová technika, elektronická skripta, VUT v Brně, 2012
VRBA, K.: Analogová technika - numerická cvičení, elektronická skripta, VUT v Brně, 2013
VRBA, K.; KOTON, J. Filtrační analogové obvody pro integrovanou výuku VUT a VŠB- TUO. 2014. s. 1-147. ISBN: 978-80-214-5067- 7.
KOTON, J.; HERENCSÁR, N. Analog Technology for joint teaching programme of BUT and VSB- TUO. 2014. s. 1-170, ISBN: 978-80-214-5122-3

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

V každém typu cvičení může student získat až 10 bodů, tzn. za cvičení student získává až 30 bodů. Vlastní zkouška je písemná a student za ni může získat až 70 bodů. Zkouška je zaměřena na orientaci v návrhu základních analogových obvodů a na schopnost analyzovat složitější analogové struktury.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Základní poznatky a metody řešení lineárních analogových obvodů (opakování): pasivní prvky, elementární obvody, zdroje napětí a proudů, základní metody řešení lineárních obvodů, spojování přenosových článků
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, diferenční a souhlasná vstupní impedance, výstupní impedance, napěťová nesymetrie, klidové vstupní proudy, drift, šum, kmitočtová charakteristika, přechodová charakteristika, rychlost přeběhu
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 zádrže, fázovací články, aproximace kmitočtových charakteristik, návrh filtrů 2. řádu, 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

12. Generátory harmonických a neharmonických kmitů.
13. Stabilizátory.

Cíl

Získat základní aplikační znalosti analogové techniky v celé šíři, tj. od jednoduchých stavebních bloků s diodami, bipolárními a unipolárními tranzistory až po použití integrovaných analogových obvodů v konkrétních aplikacích.

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

Laboratorní výuka a počítačová cvičení jsou povinná. Řádně omluvená zmeškaná laboratorní či počítačová cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit v jiném termínu, obvykle v zápočtovém týdnu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program AUDIO-J bakalářský

    obor J-AUD , 2. ročník, zimní semestr, 7 kreditů, povinný

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-TLI , 2. ročník, zimní semestr, 7 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 7 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení odb. zák.

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning