420-4002/01 – Moderní zesilovací struktury (MZS)
| Garantující katedra | Katedra elektrotechniky | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Dr. Ing. Josef Punčochář | Garant verze předmětu | doc. Dr. Ing. Josef Punčochář |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2022/2023 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Student bude umět posoudit reálné vlastnosti moderních zesilovacích struktur, jejich vliv při základních aplikacích, jejich aplikační oblasti. Některé základní vlivy si ověří laboratorně - např. vliv vstupní napěťové nesymetrie při zesilování malých napětí, vliv konečné hodnoty rychlosti přeběhu. To mu umožní kvalifikovaně konstruovat zesilovače, filtry a oscilátory s reálnýmí zesilovacími strukturami.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Anotace
Stručné shrnutí základních vlastností aktivních trojpólů (BJT, JFET, MISFET). Popis základních funkčních bloků moderních zesilovacích struktur (diferenční zesilovač, zdroj proudu řízený proudem - proudové zrcadlo, moderní komplementární sledovač) a jejich použití při konstrukci jednotlivých zesilovacích struktur (operační zesilovače napěťové - VFA, transimpedanční (s proudovu vazbou) - CFA, transkonduktanční - OTA, proudové konvejory - CC, zesilovače VFA složené z bloků CFA - "VFA z CFA", ...). Základní aplikační zapojení (operační sítě) zkoumaných 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:
Dostál, J.: Operační zesilovače. BEN, Praha 2005
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
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
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:
Historie operačních zesilovačů, elektronky, bipolární a unipolární tranzistory.
Základní zapojení s trnzistory, zdroj proudu jako aktivní zátěž.
Operační zesilovače (s proudovou zpětnou vazbou - transimpedanční - CFA).
Operační zesilovače VFA využívající konstrukčních zásad zesilovačů CFA.
Lineární aplikace VFA.
Lineární aplikace CFA.
Nelineární aplikace operačních zesilovačů.
Princip transkonduktančních zesilovačů (OTA), Nortonova zesilovače (NZ) a proudového konvejoru (CCII).
Princip vzorkovacích struktur.
Princip stabilizovaných zdrojů, bandgap reference.
Princip převodníků A/D a D/A.
Aktuální zesilovací struktury 1.
Aktuální zesilovací struktury 2.
Cvičení:
Základní vlastnosti diferenčního zesilovače; střední stupeň operačního zesilovače - kompenzace; výstupní sledovač - klasický.
Vstupní díl pro CFA; moderní sledovač.
Vstupní díl pro "VFA z CFA" - modulová a fázová charakteristika.
Operační sítě s ideálními zesilovači (inverující, neinvertující, integrační, derivační).
Příklady operačních sítí s neideálními zesilovači.
Příklady nelineárních sítí s operačními zesilovači - usměrňovač, logaritmický zesilovač.
Zadání a diskuse k projektu.
Laboratoře:
Určení vlivu vstupní napěťové nesymetrie a vstupních klidových proudů při zesilování malých napětí - práce s katalogovými listy.
Měření extrapolované hodnoty tranzitního kmitočtu operačního zesilovače.
Měření rychlosti přeběhu operačního zesilovače.
Měření mezního výkonového kmitočtu operačního zesilovače (parametrem je amplituda signálu).
Měření dopředného přenosu v operační síti prvního řádu.
Měření odběru OZ v závislosti na frekvenci a amplitudě signálu.
Diskuse k odevzdaným projektům.
Projekty:
Vzorovým problémem řešeným v rámci projektu může být analýza dopředného přenosu v integrační operační síti prvního řádu (vliv prvního - dominantního - pólu operačního zesilovače a výstupního odporu operačního zesilovače).
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky