Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail předmětu
FEKT-BPC-ESIAk. rok: 2022/2023
Studenti se seznámí se základními principy počítačové simulace elektronických obvodů a systémů. Naučí se používat programy třídy Spice pro řešení obvodů ve stejnosměrné, střídavé a časové oblasti, pro analýzu vlivu tolerancí prvků na chování obvodu, pro vyšetřování stability a pro optimalizaci. Předmět zahrnuje základní principy modelování pasivních a aktivních prvků, modelování neelektrických soustav na základě analogií a modelování smíšených soustav s diskrétním a spojitým časem. Metody a postupy jsou demonstrované na návrhu a charakterizaci základních elektronických obvodů (zesilovače, oscilátory, filtry, spínané zdroje).
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent předmětu je schopen (1) použít základní metody pro analýzu elektronických obvodů v stejnosměrné, střídavé a časové oblasti, (2) využít pokročilé metody pro toleranční analýzu, (3) provádět optimalizaci, (4) využívat symbolickou analýzu včetně automatického zjednodušování, (5) simulovat neelektrické systémy na základě analogií, (6) vytvořit simulační model pro elementární prvek nebo komplexní subsystém, (7) kompletně navrhnout jednoduchý elektronický obvod a provést jeho charakterizaci.
Prerekvizity
Jsou požadovány znalosti základů elektronických prvků (pasivní a polovodičové prvky) a elektronických obvodů (základní zákony, funkce a návrh elementárních obvodů).
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody zahrnují přednášky a cvičení na počítači. Předmět využívá e-learning (Moodle).
Způsob a kritéria hodnocení
max. 30 bodů za aktivní práci v počítačových cvičeních
max. 20 bodů za půlsemestrální test
max. 50 bodů za zkoušku (minimální počet bodů je 10)
Osnovy výuky
1. Jazyk Spice: syntaxe, definice prvků, makroobvody, modely, knihovny.
2. Simulace obvodů ve stejnosměrné, střídavé a časové oblasti.
3. Pokročilé funkce postprocesoru, export dat.
4. Toleranční a citlivostní analýza, Monte Carlo, nejhorší případ.
5. Řešení zpětné vazby, stability a kompenzace.
6. Optimalizace.
7. Šumová analýza.
8. Symbolická analýza a její využití při návrhu.
9. Základy modelování elektronických prvků, identifikace modelů.
10. Formální modely složitých struktur, operační zesilovače.
11. Neelektrické soustavy, využití analogií (tepelné a mechanické soustavy).
12. Modelování smíšených analogově-číslicových soustav.
13. Modelování spínaných soustav.
Učební cíle
Cílem předmětu je seznámit studenty se základními metodami a programy pro počítačovou simulaci, návrh a optimalizaci elektronických obvodů a systémů, s vytvářením simulačních modelů základních prvků a komplexnějších subsystémů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Kontrolovaná výuka zahrnuje počítačová cvičení. Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Základní literatura
eLearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Cvičení na počítači
1. Úvod do programového systému PSpice.
2. Tvorba modelů a značek.
3. Pokročilé funkce postprocesoru.
4. Toleranční a citlivostní analýza a syntéza.
5. Analýza smyčky zpětné vazby u obvodů s operačním zesilovačem, kompenzace.
6. Návrh a charakterizace RC oscilátoru.
7. Vliv reálných vlastností operačního zesilovače na vlastnosti obvodu.
8. Identifikace modelu součástky podle změřených charakteristik.
9. Modelování operačního zesilovače.
10. Optimalizace.
11. Teplotní model a jeho analýza.
12. Číslicové systémy.
13. Simulace spínaných zdrojů.