Detail předmětu

Analog technology

FEKT-BPA-ANAAk. rok: 2023/2024

Základní aplikace: pasivní RC a LCR obvody, základní obvody s diodami, bipolárními a unipolárními tranzistory, s operačními zesilovači a konvejory, OTA, komparátory a časovači.
Další aplikace: lineární a nelineární operační obvody, aktivní filtry, generátory signálů, širokopásmové zesilovače, výkonové zesilovače, napájecí zdroje, analogové spínače a vzorkovače s pamětí, analogové obvody pro D/A a A/D převodníky, měřicí obvody.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

7

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni základů teoretické elektrotechniky.

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. 
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Získat základní aplikační znalosti analogové techniky v celé šíři, tj. od jednoduchých stavebních bloků s diodami, bipolárními a unipolárními tranzistory až po použití integrovaných analogových obvodů v konkrétních aplikacích.
Předmět svým charakterem umožní získat praktický přístup k návrhu analogových obvodů nejrůznějšího typu.

Základní literatura

TIETZE , U.; SCHENK, CH.: Electronic circuits - Design and applications. Springer, London 1999
SEDRA , A. S.; SMITH, K. C.: Microelectronic Circuits. Oxford University Press, Oxford 1998
WINDER , S.: Filter design. Bidless, Oxford 1998
RAUT, R.; Swamy, M.N.S.: Modern Analog Filter Analysis And Design, Wiley Verlag, 2005
FEUCHT, D.: Designing High - performance amplifiers. SciTech Publishing, 2010
KOTON, J.; HERENCSÁR, N. Analog Technology for joint teaching programme of BUT and VSB- TUO. 2014. s. 1-170.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPA-ELE bakalářský

    specializace BPA-ECT , libovolný ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Stavební prvky analogových obvodů: Základní obvody s diodami, referenčními diodami, zesilovače s bipolárními a unipolárními tranzistory, referenční zdroje napětí a proudu, proudová zrcadla.
2. Vnitřní struktura analogových integrovaných obvodů: Diferenční zesilovač, elementární zapojení operačního zesilovače, přístrojové, elektrometrické, širokopásmové a impulsové operační zesilovače, proudové a napěťové konvejory.
3. Širokopásmové zesilovače: Frekvenční závislost proudového zesilovacího činitele, vliv vnějších a parazitních kapacit tranzistoru, kaskódový zesilovač, diferenční zesilovač jako širokopásmový zesilovač, symetrický širokopásmový zesilovač, širokopásmový napěťový sledovač, transimpedanční zesilovače.
4. Výkonové zesilovače: Emitorový sledovač jako zesilovač výkonu, komplementární emitorový sledovač jako posilovač, koncové zesilovače s Darlingtonovým zapojením a s výkonovými MOS FET
5. Lineární obvody: Invertující, neinvertující, sčítací, rozdílové a přístrojové zesilovače, můstková zapojení, zdroje proudu. Integrační a derivační zesilovač, střídavé zesilovače.
6. Filtry: Pasivní RC a LRC obvody, různé aproximace přenosové funkce - dolní, horní a pásmové propusti, pásmové zádrže, fázovací články
7. Aktivní filtry: Návrh filtrů s operačními zesilovači, filtry s proudovými konvejory, transimpedančními zesilovači a se zesilovači OTA.
8. Nelineární obvody: Diodové okrajovače a funkční měniče, logaritmické a exponenciální převodníky, analogové děličky a násobičky, operační usměrňovače, špičkové detektory.
9. Obvody s elektronickými spínači: Analogové multiplexery a demultiplexery, programovatelné zesilovače, elektronické střídače, vzorkovače a sledovače s pamětí.
10. D/A a A/D převodníky: Základní princip D/A převodu, parametry převodníků D/A, převodníky D/A bipolární a CMOS. Konverze A/D, parametry převodníků A/D, základní principy převodníků A/D
11. Komparátory: Vnitřní struktura komparátoru, vlastnosti komparátorů, komparátor s hysterezí.
12. Generátory: LC oscilátory, krystalové oscilátory, funkční generátory, multivibrátory, multivibrátory s časovačem 555.
13. Napájecí zdroje: Usměrňovače, základní uspořádání stabilizátorů, regulační prvky stabilizátorů, elektronické pojistky, integrované stabilizátory. 

Cvičení odborného základu

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Základní zapojení zesilovačů s bipolárními a unipolárními tranzistory
2. Diferenční zesilovač, návrh elementárního zapojení operačního zesilovače, širokopásmový zesilovač
3. Vlastnosti invertujícího a neinvertujícího zesilovače, sčítací, rozdílové zapojení operačního zesilovače
4. Návrh filtrů s operačními zesilovači či konvejory
5. Návrh nelineárních obvodů s operačními zesilovači
6. Funkční generátory a multivibrátory
7. Závěrečný test 

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Modelování činnosti záladních stavebních bloků analogových obvodů s bipolárními a unipolárními tranzistory
2. Modelování vlastností širokopásmového zesilovače
3. Model operačního zesilovače, ověření vlastností základních zapojení operačního zesilovače
4. Pasivní kmitočtové filtry
5. Počítačová analýza filtrů s operačními zesilovači
6. Počítačová analýza filtrů s proudovými konvejory a transimpedančními zesilovači
7. Závěrečné zhodnocení výsledků 

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Individuální návrh, stavba, oživení a změření obvodu s tranzistory
2. Individuální návrh, stavba, oživení a změření kmitočtových filtrů s operačními zesilovači
3. Individuální návrh, stavba, oživení a změření diodového funkčního měniče
4. Závěrečné zhodnocení realizovaných úloh