Detail předmětu

Teorie elektronických obvodů

FEKT-LTEOAk. rok: 2016/2017

Studenti se seznámí s principy a použitím základních maticových metod (metoda Kirchhoffových rovnic, metoda smyčkových proudů, metoda uzlových napětí) a jejich modifikací (metoda lineárních transformací, metoda zakázaného řádku a metoda razítek) pro řešení linearizovaných elektronických obvodů s moderními aktivními prvky. Kurs pokračuje probíráním důležitých otázek šumové, citlivostní a toleranční analýzy elektronických obvodů. Dále jsou řešeny problémy zpětné vazby a stability systémů, oscilační podmínky a metody řešení nelineárních elektronických obvodů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen (1) použít maticové metody pro ruční řešení linearizovaných obvodů s aktivními prvky, (2) numericky a graficky řešit nelineární obvody, (3) využít počítač k analýze a návrhu zesilovačů, filtrů, oscilátorů a obdobných elektronických obvodů se soustředěnými parametry.

Prerekvizity

Jsou požadovány základní znalosti z oblasti matematiky (operace s vektory a maticemi, řešení soustavy rovnic, derivace, integrace) a elektroniky (Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Studenti mohou získat během semestru 10 bodů za aktivní práci ve dvou počítačových cvičeních, 10 bodů za zvládnutí dvou laboratorních měření a 20 bodů za čtyři samostatné úkoly. Za konečnou písemnou zkoušku lze získat 60 bodů.

Osnovy výuky

1. Základní zákony a teorémy v elektronických obvodech
2. Obvodové funkce a parametry
3. Maticové metody řešení linearizovaných obvodů s regulárními prvky, část I
4. Maticové metody řešení linearizovaných obvodů s regulárními prvky, část II
5. Maticové metody řešení linearizovaných obvodů s neregulárními prvky, část I
6. Maticové metody řešení linearizovaných obvodů s neregulárními prvky, část II
7. Grafy signálových toků jako nástroj pro řešení linearizovaných elektronických obvodů
8. Citlivostní a toleranční analýza elektronických obvodů
9. Šumová analýza elektronických obvodů
10. Syntéza pasivních dvojpólů
11. Elektronický obvod jako dynamický systém, zpětná vazba a stabilita
12. Metody řešení nelineárních obvodů, chaos v obvodech
13. Návrh aktivních prvků na čipu (přednášející z firmy ON-Semiconductor)

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s analytickými metodami řešení linearizovaných obvodů, numerickými postupy řešení nelineárních obvodů, s využitím počítače při analýze a syntéze nejrůznějších typů elektronických obvodů a dalšími vybranými otázkami z teorie analogových 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.

Základní literatura

T. Dostál: Teorie elektronických obvodů. Elektronická skripta FEKT VUT, Brno, 2006. (CS)
J. Petržela: Teorie elektronických obvodů. Skripta FEKT VUT, Brno, 2012. (CS)

Doporučená literatura

Pospíšil, J.: Stručný přehled TEO – I, II. Skripta FEKT VUT, Brno, 2004. (CS)
J. Pospíšil, T. Dostál: Teorie elektronických obvodů. Skripta FEI VUT, Brno, 2000. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-EST , 1. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-ML1 magisterský navazující

    obor ML1-EST , 1. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod do teorie elektronických obvodů a systémů.
2. Modelování a řešení elektronických obvodů.
3. Topologie elektronických obvodů. Maticové metody analýzy obvodů.
4. Analýza obvodů s regulárními dvojbrany a mnohobrany.
5. Analýza obvodů s neregulárními prvky a funkčními bloky.
6. Metody smíšeného popisu obvodů.
7. Metoda orientovaných grafů.
8. Soustava obvodů a zpětné vazby.
9. Analýza stability, oscilace.
10. Řešení nelineárních obvodů.
11. Toleranční, citlivostní a šumová analýza obvodů.
12. Syntéza a návrh obvodů. Syntéza dvojpólů RLC.
13. Principy moderních netradičně pracujících obvodů (v proudovém módu, parametrických a spínaných).

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Úvodní informace, řešení elektr. úloh programem MATHCAD
Symbolická analýza obvodů programem SNAP
Základní seznámení s programem PSPICE
Stejnosměrná a střídavá analýza elektrických obvodů
Časová analýza, modely základních prvků
Návrh a analýza jednoduchého zesilovače
Závěrečný test.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Operační zesilovač, vlastnosti, aplikace
Dvojpóly se záporným vstupním odporem
Tranzistorový zesilovač a omezovač
Změna spektra v nelineárních obvodech
Diodové usměrňovače jednocestné a dvoucestné
Parametrický amplitudový modulátor
Závěrečný test (15 b.)