Detail předmětu

Návrh analogových filtrů

FEKT-KELFAk. rok: 2017/2018

V současné době jsou analogové filtry nedílnou součástí všech složitějších elektronických zařízení. Jejich analýza a proces návrhu tak patří mezi základní dovednosti bakalářů. Jedná se jak o pasivní a aktivní filtrační struktury, tak filtry využívající nekonvenční fyzikální principy (SAW, krystalové filtry) a filtry založené na spínaných dějích (spínané kapacitory). Z hlediska praktické použitelnosti se jedná o elektronické systémy zpracovávající signály o kmitočtech do zhruba 100MHz. Ve cvičeních je řešena problematika počítačové analýzy a návrhu typických zapojení filtrů pomocí dostupných programů (Orcad Pspice, Snap, FilterCAD, Filter Solution, NAF) včetně optimalizace návrhu filtru z různých hledisek.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen (1) porozumět základním vlastnostem elektrických filtrů v časové i kmitočtové oblasti, (2) navrhnout pasivní i aktivní filtr pro danou aplikaci včetně výpočtu hodnot všech součástek, (3) interpretovat funkci krystalových filtrů i struktur se spínanými kapacitory, (4) analyzovat a navrhovat filtrační obvody na počítači.

Prerekvizity

Jsou požadovány středoškolské znalosti matematiky (operace se zlomky, řešení soustavy lineárních rovnic, algebraické úpravy rovnic) a elektroniky (princip pasivních součástek, sestavení diferenciálních rovnic jednoduchého obvodu).

Doporučená nebo povinná literatura

W. K. CHEN: The circuits and filters handbook. CRC Press, Florida, 2000 (EN)
L. P. HUELSMAN: Active and passive filter design. McGraw-Hill New York, 1993 (EN)
T. DOSTÁL: Elektrické filtry - počítačová cvičení. Elektronická skripta. UREL, 2004. (CS)
A. B. WILIAMS, F. J. TAYLOR: Electronic filter design handbook. McGraw-Hill New York, 1995 (EN)
K. HÁJEK, J. SADLÁČEK: Kmitočtové filtry. BEN, 2002. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

Počítačové cvičení během semestru (10 bodů), laboratorní měření (10 bodů), čtyři samostatné práce studentů (20 bodů) a závěrečná zkouška (60 bodů).

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Základy časově spojité filtrace, typy filtrů.
2. Přenosové funkce bilineárních a bikvadratických filtrů.
3. Pasivní filtry RC a RLC.
4. Návrh pasivních příčkových filtrů podle tabulek parametrů.
5. Aktivní prvky používané ve filtračních obvodech, aktivní filtry, jejich topologie a kaskádní syntéza.
6. Všepropustné fázovací články, vlastnosti a různá zapojení.
7. Imitanční konvertory a invertory, syntetické funkční bloky, příklady použití.
8. Filtry se spínanými kapacitory, krystalové filtry, SAW filtry, elektromechanické koncepce filtrů.

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty s problematikou filtrace spojitých signálů a návrhu analogových filtrů pro praktické aplikace v různých kmitočtových pásmech.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-EST , 2. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor