420-4001/01 – Teorie elektronických obvodů (TELO)

Garantující katedraKatedra elektrotechnikyKredity6
Garant předmětudoc. Dr. Ing. Josef PunčochářGarant verze předmětudoc. Dr. Ing. Josef Punčochář
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
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 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 4+16

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student pozná základní principy moderních zesilovacích struktur včetně jejich admitančích modelů. To mu umožní jednotný přístup k analýze a syntéze všech lineárních elektronických obvodů pomocí zobecněné metody uzlových napětí - včetně využití výpočetní techniky - jednotným a didaktickým způsobem. Dále pochopí souvislost mezi teorií zpětné vazby a admitančními modely, základy nelineárních elektronických obvodů, vzorkování, generování kmitů a způsoby převodu signálu. V neposlední řadě se seznámí i s degradačními mechanismy prvků elektronických obvodů. Tyto znalosti mu umožní konstruovat elektronické struktury s reálnými prvky.

Vyučovací metody

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

Anotace

Admitanční modely moderních zesilovacích struktur; zpětná vazba; zobecněná metoda uzlových napětí; analýza lineárních elektronických obvodů ve frekvenční a časové oblasti ( zesilovače, filtry - analyticky i pomocí výpočetní techniky); generátory harmonických i neharmonických kmitů;logaritmický zesilovač; analogová násobička; modulace a demodulace; vzorkování signálu; principy přečvodu signálu; degradace valstností prvků elektronických obvodů.

Povinná 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 Punčochář,J.: Operační zesilovače v elektronice. BEN, Praha 2002 (5. vydání) Žalud, V.: Moderní radioelektronika. BEN, Praha 2000

Doporučená literatura:

Punčochář,J.: Operační zesilovače - historie a současnost. BEN, Praha 2002 Dostál, J.: Operační zesilovače. BEN, Praha 2005 Horowitz,P.- Hill,W.: The art of electronics, Cambridge University Press Biolek, D.: Řešíme elektronické obvody. BEN, Praha 2004 Hájek, K. - Sedláček, J.: Kmitočtové filtry. BEN, Praha 2002 Humlhans, J.: Nábojové pumpy. BEN, Praha 2002 Aksenov, A. I.-Gluškova, D. N.-Ivanov, V. I.: Chlazení polovodičových součástek. SNTL, Praha 1975 Punčochář, J.:Odezva operačního zesilovače na napěťový skok. http://www.elektrorevue.cz Punčochář, J.:Astabilní obvod s reálnými operačními zesilovači. http://www.elektrorevue.cz Punčochář, J.:Dolní propusti Sallen - Key s reálnými operačními zesilovačii. http://www.elektrorevue.cz Mohylová, J.: Vliv vektorové chyby invertoru na přenos souhlasné složky signálu diferenčního zesilovače. http://www.elektrorevue.cz Kolář, J.:Analýza vlivu kmitočtových vlastností OZ na vybrané pásmové zádrže druhého řádu. http://www.elektrorevue.cz

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: Historické kořeny elektroniky; základní teoretické modely (imitanční funkce, Théveninů a Nortonúv teorém, ekvivalentní vstupní impedance); nastavení pracovního bodu jako obecný problém; linearizace. Pracovní body základních aktivních trojpólů (BJT, FET, trioda); jejich admitanční modely. Moderní zesilovací struktury (operační zesilovače VFA, CFA, OTA, Nortonův, konvejory) a jejich admitanční modely. Základy teorie zpětné vazby, Nyquistovo kritérium stability a jeho aplikace v operačních sítích. Zobecněná metoda uzlových napětí (ZMUN), admitanční model lineárního elektronického obvodu (souvislost s teorí zpětné vazby, stabilita - určení z admitančního modelu.) Analýza zesilovacích struktur (ideálně frekvenčně nezávislých) a oscilátorů pomocí ZMUN. Analýzy frekvenčně závislých operačních sítí (filtry) 2. řádu; principy aproximace přenosových funkcí vyššího řádu - příklad realizace kaskádním řazením. Usměrňovače, zdroje napětí a proudu, logaritmický zesilovač, analogová násobička. Modulace, demodulace; vzorkování signálu. Principy A/D a D/A převodníku; využití D/A převodníku a analogové násobičky pro řízení frekvence filtru. Kompresní zesilovače, stabilizace amplitudy kmitů oscilátoru. Zesilovací a filtrační struktury v časové oblasti, přechodné děje, vliv konečné rychlosti přeběhu a doby zotavení OZ. Relaxační struktury (generování neharmonických signálů - obdélníkový, trojúhelníkový, pilový průběh) - princip převodu na harmonický průběh. Degradace vlastností elektronických prvků obvodu s teplotou, výkonová ztráta (mechanismy vzniku) a omezení jejího vlivu (odvod tepla -chlazení); konstrukční a teoretické souvislosti číslicové techniky s technikou analogovou Cvičení: Určování pracovních bodů základních aktivních trojpólů (BJT, FET, TRIODA). Zadání semestrální práce. Analýza vlastností vsupního diferenčního dílu, "středního dílu" a výstupního dílu (sledovače, rail to rail) OZ. Admitanční modely invertujících a neinvertujících struktur (ideálně frekvenčně nezávislých). Admitanční modely aktivních filtrů RC (ideálně 2. řádu). Admitanční modely oscilátorů RC. Zesilovače v časové oblasti, astabilní obvod s OZ. Referáty k semestrální práci. Laboratoře: Verifikace nastavení pracovních bodů základních aktivních trojpólů. Měření zesilovačů ve frekvenční oblasti. Měření aktivních filtrů 2. řádu ve frekvenční oblasti. Měření zesilovačů v časové oblasti. Měření aktivních filtrů 2. řádu v časové oblasti. Měření vlastností astabilního obvodu s OZ; vliv konečné rychlosti přeběhu; oteplování OZ jako funkce pracovního kmitočtu. Rezerva Projekty: V rámci seminární práce analyzuje student lineární elektronický obvod s jedním zesilovacím prvkem reálných vlastností. Typické vlastnosti vyhledá v katalogu a zkoumá vliv jejich změn na chování obvodu (toleranční analýza). Počítačové laboratoře: Úvod do programu MATLAB, souvislost s admitančními modely elektronických obvodů. Řešení zesilovačů (ideálně frekvenčně nezávislých) ve frekvenční oblasti - vliv reálných vlastností OZ. Řešení frekvenčně závislých struktur - vliv reálných vlastností OZ (degradace dominantních pólů přenosu, dopředný přenos) - ve frekvenční oblasti. Řešení zesilovačů (ideálně frekvenčně nezávislých) v časové oblasti - vliv reálných vlastností OZ. Řešení frekvenčně závislých struktur - vliv reálných vlastností OZ (degradace dominantních pólů přenosu, dopředný přenos) - v časové oblasti. Zpracování seminární práce. Zpracování seminární práce.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2011/2012 zimní 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 (N2649) Elektrotechnika (2612T003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (2612T003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (2612T003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (2612T003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (2612T003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (2612T003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2612T003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2612T003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku