čeština

7

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.

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.

Metody vyučování zahrnují tutoriály (konzultace) a cvičení na počítači popř. laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

V každém typu cvičení může student získat až 10 bodů, tzn. za cvičení student získává až 20 bodů, za tutoriály pak celkem 10 bodů, celkem tedy až 30 bodů. Odevzdání domácích úkolů ze cvičení a z tutoriálů v termínu je povinné. 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.

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.

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.

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.

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

13 hod., povinná

1. - 2. Individuální návrh, stavba, oživení a změření kmitočtových filtrů s operačními zesilovači.
3. - 4. Individuální návrh, stavba, oživení a změření diodového funkčního měniče.
5. - 6. Individuální návrh, stavba, oživení a změření obvodů s komparátory.
7. Závěrečné zhodnocení realizovaných úloh