Detail předmětu

Vysokofrekvenční technika

FEKT-BPC-VFTAk. rok: 2019/2020

Předmět je zaměřen na základy návrhu pasivních a aktivních vysokofrekvenčních obvodů na kmitočtech přibližně do 3 GHz. První část je věnována pasivním obvodům, kde studenti získají informace o rezonančních obvodech, přizpůsobovacích obvodech, atenuátorech, přepínačích, děličích a slučovačích vysokofrekvenčního signálu. Druhá část je zaměřena na zesilovače, směšovače, oscilátory a frekvenční syntezátory.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- počítat v logaritmických jednotkách výkonové, napěťové a proudové úrovně
- popsat důležité parametry vodiče, cívky a kondenzátoru z pohledu vysokofrekvenčního signálu
- vysvětlit funkci a elektrické parametry sériového a paralelního rezonančního obvodu a vázaných rezonančních obvodů
- vysvětlit princip a uvést příklady filtrů se soustředěnou selektivitou
- pomocí Smithova diagramu vysvětlit princip transformace impedance pomocí paralelního rezonančního obvodu, L-článku, PI-článku a T-článku
- vysvětlit funkci a popsat důležité parametry vybraných základních zapojení atenuátoru, slučovače a přepínače vf. signálu
- vysvětlit pojmy stabilita a zisk linearizovaného zesilovače
- vysvětlit a počítat s důležitými parametry zesilovačů jako jsou dynamický rozsah, bod zahrazení, jednodecibelová komprese, šumové číslo
- vysvětlit pojmy směšovač, spektrum výstupního signálu směšovače, konverzní ztráty, konverzní zisk, zrcadlový kmitočet a nakreslit vybraná zapojení směšovačů
- vysvětlit princip zpětnovazebních oscilátorů, nakreslit vybraná zapojení LC a krystalových oscilátorů
- vysvětlit pojmy fázový šum a stabilita zdrojů vf. signálu
- nakreslit bloková zapojení PLL syntezátoru a DDS syntezátoru
- vysvětlit princip činnosti a vlastnosti jednotlivých funkčních bloků PLL a DDS

Prerekvizity

Student by měl být schopen: - vysvětlit základní pojmy z obvodové techniky a z teorie elektromagnetických vln a vedení (indukčnost, kapacita, impedance, činitel odrazu, Smithův diagram, poměr stojatých vln) - analyzovat jednoduché elektronické obvody s pasivními součástkami - počítat s komplexními čísly a logaritmy Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Doporučená nebo povinná literatura

VÁGNER, P. Vysokofrekvenční technika. Skripta [online]. 2013 [cit. 2017-08-12]. Dostupné z elearningových stránek předmětu. (CS)
VÁGNER, P. Vysokofrekvenční technika. Skripta FEKT VUT, 2013. (CS)
RADMANESH, M., M. RF & Microwave Design Essentials. AuthorHouse 2007. (EN)
RADMANESH, M., M. Advanced RF & Microwave Circuit Design. AuthorHouse 2010. (EN)
HANUS, S., SVAČINA, J. Vysokofrekvenční a mikrovlnná technika. Skripta FEKT VUT v Brně, 2002, ISBN: 80-214-2222-X (CS)
ŽALUD, V. Moderní radioelektronika. Vydavatelství BEN, Praha 2000 (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře.
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

- laboratorní cvičení: max 20 bodů (5 úloh po čtyřech bodech)
- 1x písemný test po 14 bodech
- zkouška 66 bodů
Zkouška se skládá ze dvou částí: 30 bodů otázky, 36 bodů příklady. K úspěšnému složení zkoušky je nutné získat alespoň polovinu bodů z každé části zkoušky.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Zisk a úroveň signálu. Sériový a paralelní rezonanční obvod
2. Transformační vlastnosti paralelního rezonančního obvodu
3. Vázané rezonanční obvody. Výkonové a impedanční přizpůsobení pomocí RLC obvodů
4. Děliče a slučovače vf. signálu. Vysokofrekvenční přepínače a atenuátory
5. Linearizovaný model tranzistoru. Popis dvojbranu pomocí s-parametrů
6. Stabilita obvodu - kritéria stability, kružnice stability, konstantního zisku
7. Šum v obvodu, šumová teplota, šumové číslo. Šumové přizpůsobení
8. Úzkopásmový a širokopásmový zesilovač. Nízkošumový zesilovač
9. Velkosignálový zesilovač. Pracovní třídy zesilovačů, hlavní parametry
10. Směšovač - produkty směšování, parametry směšovačů. Zapojení směšovačů
11. Oscilátory s tranzistorem. Pevné a přeladitelné oscilátory
12. Fázový závěs PLL. PLL syntezátory
13. Přímá číslicová syntéza DDS

Cíl

Cílem je poskytnout studentům základní teoretické a praktické informace z oblasti pasivních a aktivních vysokofrekvenčních obvodů.

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 BPC-MET bakalářský, libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
  • Program BPC-EKT bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor