Detail předmětu

EM Compatibility and Radiation Issues

FEKT-MPA-EMRAk. rok: 2022/2023

Předmět je prakticky orientován. Studentům je představena problematika elektromagnetické kompatibility z pohledu platných norem. Požadavky norem jsou teoreticky vysvětleny a demonstrovány na konkrétních příkladech. V rámci laboratorních cvičení studenti provádí reálná měření systémů a jejich částí a posuzují jejich vlastnosti z hlediska splnění EMC norem. Dále jsou studenti seznámeni s problematikou ionizujícího záření. Diskutovány jsou jednotlivé typy záření, oblasti jejich výskytu, jejich vliv na elektronické komponenty, a způsoby návrhu systémů s ohledem na provoz v prostředí se zvýšenou koncentrací ionizujícího záření (RNDr. Aleš Jančář, Ph.D.).

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen
- pro danou aplikaci vyhledat platné normy, které musí splňovat zařízení z hlediska EMC
- provést systémovou analýzu a určit kritické komponenty a místa z hlediska EMC
- navrhnout systém s ohledem na požadavky EMC
- u systémů vykazujících problémy z hlediska EMC navrhnout řešení pro jejich odstranění
- uvést obecné vlivy ionizujícího záření na elektronické systémy
- analyzovat požadavky na systém z hlediska ionizujícího záření s ohledem na umístění zařízení
- stanovit vhodné způsoby ochrany elektronických systémů před ionizujícím zářením

Prerekvizity

Předpokládá se znalost fyzikálních principů šíření elektromagnetických vln ve volném prostoru i ve vedení a základních principů kvantové fyziky. Jsou požadovány znalosti funkce základních elektronických součástek (rezistor, kapacitor, induktor, transformátor, dioda, bipolární a unipolární tranzistor), vlastnosti jejich základních zapojení (pasivní RLC články, usměrňovače, tranzistorové spínače) a základní znalost diferenciálního a integrálního počtu.

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „§6 Elektrotechnik“ dle zákona 250/2021 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.


Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

Studenti jsou hodnoceni průběžně během semestru za aktivní práci v laboratorních cvičeních. Povinná závěrečná zkouška se skládá z písemné a ústní části. Podmínkou získání zápočtu je získání předepsaného počtu bodů z laboratorních cvičení. 

Osnovy výuky

1. EMC: definice, historie a vývoj. Zdroje a důsledky rušení.
2. Vazební mechanismy přenosu rušení, metody zmenšování parazitních vazeb.
3. Omezování rušení, zásady návrhu dps a odrušovacích filtrů.
4. Elektromagnetické stínění.
5. Metody pro měření rušivých signálů a jejich analýza.
6. Metody pro testování odolnosti komunikačních komponent.
7. Metastabilita, praktické metody pro řešení EMC problémů.
8. Ionizující záření v blízkosti Země a ve volném prostoru, vliv záření na elektroniku.
9. Odolnost polovodičových součástek vůči záření (SEE a TID), MTBF.
10. Ochrana před vznikem a vlivy SEE: návrh systému, stínění, TMR, ECC, FEC.
11. Testování odolnosti systémů vůči ionizujícímu záření.
12. Testovací SW na radiační zkoušky.
13. Legislativa ionizujících zdrojů, dostupná měřicí pracoviště a požadavky na jejich provoz.

Učební cíle

Předmět seznámí studenty s problematikou návrhu elektronických systémů s ohledem na elektromagnetickou kompatibilitu a vlivy ionizujícího záření. Studenti se budou orientovat v návrhových pravidlech pro systémy operující ve volném prostoru (oběžné dráhy Země, meziplanetární prostor), i v jejich testování a měření pro posouzení jejich odolnosti z hlediska platných norem.

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

ZHANG, H., ZHANG, Y., HUANG, C., YUAN, Y., CHENG, L.: Spacecraft Electromagnetic Compatibility Technologies. Springer Singapore 2020, ISBN: 978-981-15-4781-2. (EN)
NIKOLOPOULOS, C. D.: Electromagnetic Compatibility for Space Systems Design. IGI Global 2018, ISBN: 978-1522554158. (EN)
VELAZCO, R.: Radiation Effects on Integrated Circuits and Systems for Space Applications. Springer; 1st ed. 2019, ISBN: 978-3030046590. (EN)
KNOLL, G. Radiation Detection and Measurement. 4th Ed. Wiley, 2010. 864 p. ISBN: 978-0470131480. (EN)

eLearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-SAP magisterský navazující, 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning