Detail předmětu

Měření a zpracování biosignálů

FEKT-MPC-SADAk. rok: 2026/2027

Předmět je zaměřen na popis a návrh akviziční cesty od vzniku fyzikálního signálu až po jeho zpracování do číslicové podoby. Poskytuje znalosti v oblasti fyzikálních převodníků elektrických i neelektrických veličin a představuje techniky analogové úpravy signálu, jako jsou zesílení, rektifikace, filtrace, komparace a detekce extrémních hodnot. Dále se zabývá přenosem signálu, jeho multiplexací, modulačními technikami a analogově-digitálními převodníky. Součástí předmětu je rovněž problematika napěťových referencí, DC/DC měničů a návrhu izolačních zesilovačů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Vstupní znalosti

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené - § 4 NV 194/2022 SB.“, 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

Podmínkami pro úspěšné ukončení předmětu jsou:
- absolvování laboratorních cvičení,
- absolvování půlsemestrální testu (20 bodů),
- absolvování závěrečné zkoušky (80 bodů).
Bližší informace specifikuje aktualizovaná vyhláška garanta předmětu vydávaná před začátkem příslušného semestru.

Učební cíle

Absolvent kurzu bude umět definovat a popsat základní typy fyzikálních signálů, převodníků a bloků akviziční cesty. Bude schopen vysvětlit principy analogové úpravy signálu, včetně zesílení, filtrace, detekce extrémních hodnot a modulace. Absolvent bude schopen navrhnout a realizovat základní obvody pro zpracování analogových signálů, včetně filtrů, komparátorů a převodníků. Dále bude umět analyzovat vlastnosti signálové cesty, identifikovat potenciální zdroje chyb, rušení a zkreslení a posoudit jejich vliv na výsledné měření. Absolvent bude schopen navrhnout a sestavit akviziční řetězec s ohledem na původ signálu, aplikační kontext a následné zpracování signálu.

Studijní opory

Doporučená literatura, přednášky, znalosti získané na laboratorních cvičení.

Základní literatura

MAŤÁTKO, Jan. Elektronika. 5. vyd., V Idea servis 3., rozš. vyd.). Praha: Idea servis, 2002. ISBN 8085970422. (CS)
PUNČOCHÁŘ, Josef. Operační zesilovače v elektronice. 3. vyd. Praha: BEN, 1996. ISBN 9788090198432. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-BIO magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu
  • Program MPCN-BTB magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program MPCN-BIO magisterský navazující

    specializace MPC-BIO_TECH , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D.

Osnova

1. Fyzikální signály a fyzikální převodníky elektrických a neelektrických veličin
2. Základní úprava signálu, napěťové a proudové zesílení
3. Integrační a derivační zesilovače, detekce maximálních hodnot
4. Filtrace signálů, pásmové propusti a pásmové zádrže
5. Napěťové reference, rektifikace signálu, napěťové omezovače
6. Komparátory, FLASH převodníky, digitálně-analogové převodníky
7. Analogově-digitální převodníky
8. Multiplexace signálů
9. Galvanické oddělení signálu, izolační zesilovače
10. DC/DC měniče, lineární stabilizátory, napájení operačních zesilovačů
11. Modulace signálů

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D.

Osnova

1.-2.  Numerické cvičení
3. Fyzikální převodníky, rezistorový můstek
4. Filtrace analogových signálů.
5. Vrcholový detektor signálu
6. Vlečný zdroj pro napájení operačních zesilovačů
7. Půlsemestrální test
8. FLASH komparátor
9. Multiplexace a demultiplexace analogových a digitálních signálů
10. Optočleny, galvanické oddělení signálů
11. Modulace signálů, AM, FM, a deriváty amplitudové modulace
12. DC/DC měniče, napěťový invertor
13. Náhradní laboratorní cvičení

Pravidelná individuální příprava na aktivity v semestru

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D.

Osnova

Příprava na laboratoře a půlsemestrální test - studium výukových materiálů a poznámek ze cvičení a přednášek. 

Individuální příprava na závěrečnou zkoušku

52 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D.

Osnova

Studium výukových materiálů a poznámek ze cvičení a přednášek.