Detail předmětu

Acquisition Systems

FEKT-MPA-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

angličtina

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:
  1. absolvování laboratorních cvičení,
  2. absolvování půlsemestrální testu,
  3. absolvování závěrečné zkoušky.
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

JUNG, Walter G. Op Amp applications handbook. Burlington, MA: Newnes, c2006. ISBN 0750678445. (EN)
LAPIDUS, R. a S. BELL. Electric Circuits and Electronic Devices. Oxford University Press, 2010. ISBN 9780198070900. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPAD-BIO magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu
  • Program MPA-BIO magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný, je součástí profilujícího základu
  • Program MPAN-BIO magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program MPCN-BIO magisterský navazující

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D.

Osnova

1. Physical signals and physical transducers of electrical and non-electrical quantities 2. Basic signal conditioning, voltage and current amplification 3. Integration and differentiation operational amplifiers, maximum value detection 4. Signal filtering, bandpass filters and bandstop filters 5. Voltage references, signal rectification, voltage limiters 6. Comparators, FLASH converters, digital-to-analog converters 7. Analog-to-digital converters 8. Signal multiplexing 9. Galvanic signal isolation, isolation amplifiers 10. DC/DC converters, linear voltage regulators, power supply for operational amplifiers 11. Signal modulation

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jana Kolářová, Ph.D.

Osnova

1. Numerical exercises I 2. Numerical exercises II 3. Physical transducers, resistor bridge 4. Analog signal filtering 5. Peak signal detector 6. Schleppkette power supply for operational amplifiers 7. FLASH comparator 8. Multiplexing and Demultiplexing of Analog and Digital Signals 9. Optocouplers, Galvanic Isolation of Signals 10. Signal Modulation, AM, FM, and Derivatives of Amplitude Modulation 11. DC/DC Converters, Voltage Inverters