Detail předmětu

Konstrukce elektronických zařízení

FEKT-BKEZAk. rok: 2017/2018

Konstrukce a vlastnosti signálových spojů, napájecí zdroje a rozvody - odrušení a zemní smyčky. Parazitní jevy a jejich potlačení - vazby u vstupních a výstupních obvodů, parazitní kapacity a indukčnosti, termoelektrické napětí, přepětí na indukční zátěži, odrazy na vedení, přeslechy. Stínění proti elektrickému a magnetickému poli, ekvipotenciální stínění. Výběr součástek a aplikační doporučení - diskrétní prvky, operační zesilovače, komparátory, elektronické spínače, A/D a D/A převodníky, vzorkovače s pamětí, číslicové obvody, mikroprocesory. Mechanická konstrukce: řídicí, ovládací a indikační prvky - rozmístění na předním panelu, konstrukce přístrojových skříní, odvod tepla, termostaty. Plošné spoje, plošné drátové spoje, připojování vodičů a součástek. Bezpečnostní požadavky na konstrukci přístrojů. Metodika oživování elektronických přístrojů.

Výsledky učení předmětu

Zájemce získá konkrétní aplikační poznatky z konstrukce elektronických přístrojů, které se jinak získávají delší praxí ve vývoji. Přitom je kladen důraz na pochopení fyzikální podstaty parazitních jevů tak, aby poznatky bylo možné aplikovat i na jiné případy. Naučí se předvídat a odhalovat řadu problémů, které vznikají při vývoji nových přístrojů a to jak v části elektrické, tak i v oblasti mechanické konstrukce. Absolvent bude schopen navrhnout napájecí rozvody a jejich blokování, realizovat stínění kritických částí zařízení, bude umět aplikační zásady pro různé elektronické obvodové prvky. Bude obeznámen s principy návrhu konstrukčního řešení přístrojové skříně včetně rozvržení ovládacích a indikačních prvků na předním panelu. Bude obeznámen s návrhem chlazení výkonových prvků včetně odvodu tepla z přístrojových skříní. Naučí se metodiku oživování elektronických systémů.

Prerekvizity

Jsou požadovány základní znalosti z teoretické elektrotechniky a elementární základy z analogové a číslicové techniky.

Doporučená nebo povinná literatura

NIKNEJAD, A.M.: Electromagnetics for High-Speed Analog and Digital Communication Circuits. Cambridge, 2007
ARCHAMBEAUTT, B.R.: PCB Design for Real-World EMI Control. Kluwer Academic Publishers, 2002
HALL, S.H.; HECK, H.L.: High-Speed Digital Designs. Wiley, 2009
LINEAR TECHNOLOGY: Linear Applications Handbook. Linear Technology, Milpitas 1999
NATIONAL SEMICONDUCTOR: National Analog and Interface Products Databook. National Semiconductor, Santa Clara 1999
FAIRCHILD: Analog - mixed signal, interface, logic, non-voltatile memory, power products. Fairchild Semiconductors, www.fairchildsemi.com
Buchanan J.E.: BiCMOS/CMOS system design. McGraw-Hill, New York 1998
Ginsberg G. L.: Printed circuits design. McGraw-Hill, New York 1999
VRBA, K.: Konstrukce elektronických zařízení, elektronická skripta, VUT v Brně, 2013
Vrba, K., Hanák, P. Vybrané problémy konstrukce elektronických přístrojů pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Z konstrukčních cvičení může student získat až 20 bodů. Část konstrukčních cvičení může být realizována formou samostatného projektu. Vlastní zkouška je písemná a student za ni může získat až 80 bodů. Zkouška je zaměřena na prověření znalosti aplikačních zásad při konstrukci elektronických přístrojů a to jak po stránce elektronické, tak i po stránce mechanického řešení.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Konstrukce signálových spojů
2. Konstrukce napájecích zdrojů a rozvod napájení
3. Rozvody společného vodiče - země
4. Parazitní jevy a jejich potlačení
5. Stínění elektrického pole, magnetického pole, ekvipotenciální stínění
6. Výběr součástek a aplikační zásady
6.1 Pasivní prvky
6.2 Operační zesilovače
6.3 Komparátory
6.4 Převodníky A/D a D/A
6.5 Číslicové obvody TTL
6.6 Číslicové obvody CMOS
7. Mechanická konstrukce
7.1 Ovládací a indikační prvky a jejich rozmístění
7.2 Typy přístrojových skříní
7.3 Odolnost zařízení vůči různým prostředím
7.4 Odvod tepla ze součástek a z přístrojových skříní
7.5 Teplotní stabilizace (termostaty)
8. Bezpečnostní požadavky na konstrukci
9. Oživování přístrojů
9.1 Hledání závad v analogových obvodech
9.2 Hledání závad v číslicových obvodech

Cíl

Seznámit se s praktickými zásadami konstrukce elektronických přístrojů a zařízení jak po stránce elektrické, tak i mechanické. Předmět je prakticky vhodný pro všechny obory bakalářského studia, protože přibližuje skutečnou práci návrháře a konstruktéra elektronických přístrojů a zařízení.

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

Konstrukční cvičení jsou povinná. Pokud je část konstrukčních cvičení realizována formou samostatného projektu, je jeho odevzdání jednou z podmínek pro udělení zápočtu. Řádně omluvená zmeškaná konstrukční cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit v jiném termínu, obvykle v zápočtovém týdnu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-EST , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový

  • Program AUDIO-J bakalářský

    obor J-AUD , 3. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-AMT , 3. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný mimooborový
    obor B-TLI , 3. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor