420-2018/02 – Základní zesilovací struktury (ZZS)
| Garantující katedra | Katedra elektrotechniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Dr. Ing. Josef Punčochář | Garant verze předmětu | doc. Dr. Ing. Josef Punčochář |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 3 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
• 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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.