Detail předmětu

Analogová elektronika 2

FEKT-BPC-AE2Ak. rok: 2020/2021

Kurz prohlubuje a rozšiřuje znalosti získané v rámci Analogové elektroniky 1 především v oblasti praktického návrhu analogových obvodů a přináší celou řadu nových oblastí, které jsou ve znalostech návrháře a konstruktéra analogových obvodů nezbytné. Sem patří např. tvarovače signálu, základní tranzistorové stavební bloky (proudová zrcadla, diferenční páry), návrh tranzistorových zesilovacích stupňů a pracovního bodu, spínací obvody, zásady praktické práce s operačními zesilovači a jejich specifické nestandardní aplikace, komparátory, klopné obvody, generátory signálů, atd. Návrh a analýza těchto analogových obvodů náleží k základním dovednostem studentů bakalářského studia zaměřených na slaboproudou elektroniku. Řešené situace na přednáškách jsou doprovázeny počítačovým (OrCAD PSpice, Snap, Matlab) i laboratorním cvičením.

Garant předmětu

doc. Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent (1) rozumí vybraným především prakticky orientovaným oblastem (s důrazem na návrh) pokročilejší analogové elektroniky. Záběr získaných dovedností se pohybuje od znalosti principů základních tvarovacích a spínacích obvodů, jednoduchým stupňů s tranzistory, komparátorů až po zdroje neharmonických signálů. Absolvent (2) dokáže posoudit vhodnost aktivních součástek, (3) zvolit optimální přístup, topologii, koncept, (4) navrhnout/vypočítat hodnoty obvodových prvků pro specifikaci požadovaných provozních parametrů a (5) ověřit činnost obvodu počítačovou simulací i laboratorně.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti základů elektrotechniky, elektronických součástek, středoškolské matematiky, základů měření a práce v laboratoři a základů počítačové simulace (OrCAD PSpice, Snap, Matlab). Předmět využívá znalostí získaných v rámci kurzů Elektrotechnika I a II, Elektronické součástky, Měření v elektrotechnice, Elektronické praktikum a Analogová elektronika 1. 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

BIOLEK, D.; HÁJEK, K.; KRTIČKA, A.; ZAPLATÍLEK, K.; DOŇAR, B. Elektronické obvody I. Brno: Univerzita obrany, 2006. (CS)
PUNČOCHÁŘ, J. Operační zesilovače v elektronice. Praha: BEN – technická literatura, 2002. (CS)
VOBECKÝ, J.; ZÁHLAVA, V. Elektronika - součástky a obvody, principy a příklady. Praha: Grada, 2005. (CS)
SENANI, R.; BHASKAR, D. R.; SINGH, V. K.; SHARMA, R. K. Sinusoidal Oscillators and Waveform Generators using Modern Electronic Circuit Building Blocks. Switzerland: Springer, 2016. (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači i laboratoře. V předmětu je využíván e-learning.

Způsob a kritéria hodnocení

Počítačová cvičení (16 bodů), laboratorní cvičení (16 bodů), průběžný semestrální test (8 bodů), závěrečná zkouška (60 bodů).

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Návrh jednoduchých zesilovacích stupňů s unipolárními tranzistory (parametry a výpočet pracovního bodu)
2. Návrh laditelných oscilátorů I (analýza charakteristické rovnice, oscilační podmínka a kmitočet, analýza vztahů mezi generovanými signály)
3. Návrh laditelných oscilátorů II (závislost oscilačního kmitočtu na ladícím parametru, elektronické řízení, vícefázové výstupy, stabilizace amplitudy, zdroje nepřesností, metody rozšíření ladícího rozsahu)
4. Diodové funkční měniče, tvarovače a omezovače
5. Průchod signálu lineární a nelineární soustavou (dvojbrany, časové konstanty, přechodné děje, parametry pravoúhlého signálu)
6. Bipolární a unipolárních tranzistorové spínače
7. Analogové komparátory (vhodné aktivní prvky, typické topologie a návrh)
8. Diskrétní a integrované klopné obvody (bistabilní, monostabilní a astabilní klopný obvod s tranzistory, NE555, TTL hradla)
9. Generátory neharmonických kmitů I (základní generátory s OZ)
10. Generátory neharmonických kmitů II (speciální řešení, elektronické ladění, PWM)
11. Zásady pro praktickou práci s operačními zesilovači (parazitní jevy a ochranná opatření)
12. Základní bipolární a unipolárních stavební bloky (diferenční pár, linearizace a degenerace, konstrukce jednoduchého operačního zesilovače)
13. Moderní aktivní součástky pro návrh analogových obvodů a příklady aplikací

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty se specifickými oblastmi analogových obvodů se zaměřením na impulzní, spínací, porovnávací a další lineární a nelineární aplikace tranzistorů, operačních zesilovačů a moderních aktivních prvků a směřovat jejich práci především k praktickému využití získaných poznatků.

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-EKT bakalářský, 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinný
Program IT-BC-3 bakalářský
obor BIT , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný
Program BIT bakalářský, 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, volitelný