420-2018/01 – Základní zesilovací struktury (ZZS)

Garantující katedraKatedra elektrotechnikyKredity4
Garant předmětudoc. Dr. Ing. Josef PunčochářGarant verze předmětudoc. Dr. Ing. Josef Punčochář
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník3Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
MOH35 Ing. Jitka Mohylová, Ph.D.
PUN10 doc. Dr. Ing. Josef Punčochář
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 10+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student bude umět posoudit konstrukční principy moderních integrovaných zesilovacích struktur a jejich základní aplikační oblasti. Některé základní aplikační principy si ověří laboratorně - např. invertující, neinvertující a rozdílové zapojení zesilovače; klopný obvod s hysterezí; astabilní obvod; oscilátor RC; ... . Seznámí se i se základními reálnými vlastnostmi struktur a základními degradačními mechanismy.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Základních vlastností aktivních trojpólů (BJT, JFET, MISFET). Popis základních funkčních bloků moderních zesilovacích struktur (diferenční zesilovač, proudové zrcadlo jako zátěž, moderní komplementární sledovač) a jejich použití při konstrukci jednotlivých zesilovacích struktur (operační zesilovače napěťové - VFA, s proudovou vazbou - CFA, transkonduktanční - OTA, zesilovače VFA složené z bloků CFA - "VFA z CFA", ...). Základní aplikační zapojení. Degradace polovodičových struktur.

Povinná literatura:

Punčochář,J.: Operační zesilovače v elektronice. BEN, Praha 2002 (5. vydání) Punčochář,J.: Operační zesilovače - historie a současnost. BEN, Praha 2002

Doporučená literatura:

Punčochář, J.: Lineární obvody s elektronickými prvky. Skriptum, VŠB-TU Ostrava 2002 Mohylová, J.: Lineární obvody s elektronickými prvky -Sbírka příkladů, VŠB-TU Ostrava 2002 Vobecký, J. - Záhlava, V.: Elektronika (součástky a obvody, principy a příklady). Grada, Praha 2001 Belza, J.: Operační zesilovače pro obyčejné smrtelníky. BEN, Praha 2004

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

• Protokoly z měření vybraných úloh zpracované na základě naměřených hodnot z těchto měření a jejich následného zpracování, zkompletování a vyhodnocení. • Průběžné ověřování znalostí studentů na početních cvičeních formou diskuse a dotazů s cílem aktivního zapojení studentů do výuky. Identifikovat, dedukovat a hledat řešení problémů a jejich interpretace studenty. • Kontrolní testy a úlohy na řešení početních příkladů, popřípadě vybraných teoretických okruhů • Semestrální práce a projekty na zadané téma na základě výběru, přezkoumání, seřazení a konečné kompilace faktů a jejich zapracování do konečné formy zadané práce.

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou žádné další požadavky

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Napěťový operační zesilovač jako ideální prvek; základní pojmy z teorie zpětné vazby. Elektronky, bipolární a unipolární tranzistory - historie, základní parametry Diferenční zapojení s tranzistory; sledovač (i komplementární - moderní); zdroj proudu jako aktivní zátěž; proudové zrcadlo. Operační zesilovače napěťové - VFA - s limitujícími proudovými zdroji ve vstupním dílu (klasické). Základní aplikace VFA (zesilovače, generátory, komparátory). Operační zesilovače s proudovou zpětnou vazbou - CFA. Základní aplikace CFA. Operační zesilovače VFA využívající konstrukčních zásad zesilovačů CFA. Typické nelineární aplikace operačních zesilovačů. Princip transkonduktančních zesilovačů (OTA), Nortonova zesilovače (NZ) a proudového konvejoru (CCII). Srovnání zesilovacích struktur z aplikačního hlediska. Princip stabilizovaných zdrojů, bandgap reference. Filtry 1. a 2. řádu s operačními zesilovači, řazení do kaskády. Degradační mechanismy polovodičových struktur, chlazení . Cvičení: Základní zapojení tranzistorů; pracovní bod; vlastnosti. Zesilovače s ideálním OZ (invertující, neinvertující, diferenční). Komparátory, generátory, oscilátory s ideálním OZ. Odhad vlivu neideálního zesilovače na vlastnosti zapojení. Příklad nelineární aplikace operačního zesilovače - usměrňovač, omezovač. Filtry 1. a 2. řádu s ideálními OZ a jejich řazení. Zadání a diskuse k projektu. Laboratoře: Určení převodní charakteristiky invertujícího a neinvertujícího zesilovače - práce s katalogovými listy. Měření vlastností diferenčního zapojení operačního zesilovače. Degradace frekvenčních vlastností zesilovače s růstem zesílení. Měření vlastností generátoru obdélníkového napětí - práce s katalogovými listy. Měření na usměrňovači a omezovači. Měření vlastností filtrů 1. a 2. řádu, řazení filtrů. Projekty: PŘÍKLADY Návrh pásmové propusti se strmostmi 40 dB/dek a definovaným horním a dolním kmitočtem. Návrh úzkopásmové pásmové propusti s daným činitelem jakosti. Návrh generátoru obdélníkového napětí. Návrh oscilátoru RC s pevným kmitočtem.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2011/2012 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 44  26
        Zkouška Zkouška 56  7
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramOborSpec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku