449-0067/01 – Teorie nelineárních a parametrických obvodů ()
| Garantující katedra | Kat.teoretické elektrotechniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Jaromír Kijonka, CSc. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Jaromír Kijonka, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1992/1993 | Rok zrušení | 2007/2008 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je tvůrčím způsobem aplikovat aproximace nelineárních charakteristik a modely akumulačních nelineárních prvků.
Vyučovací metody
Anotace
Voltampérové charakteristiky nelineárních a parametrických prvků, Ebers-Mollův
model dipolárního tranzistoru, model MOS FET, metody aproximace nelineárních
charakteristik, spektrální analýza, modely pro akumulační nelineární prvky,
graficko-početní metody, stavový prostor a rozšířený stavový prostor,
vyšetřování stability. Časové odezvy, přechodné jevy, stavová rovina.
Povinná literatura:
Kouřil,F., Vrba,K.: Teorie nelineárních a parametrických obvodů. Vysokoškolská učebnice. SNTL - ALFA Praha 1981.
Kadlec,J., Neumann,P.: Teorie obvodů III přednášky. Skriptum ČVUT FEL. Praha 1988.
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Podmínky udělení zápočtu:
Maximálně 40 bodů může student získat během semestru při zpracování testů a semestrální práce, 60 bodů za písemné a ústní odpovědi u kombinované zkoušky.
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Obecná charakteristika nelineárních a parametrických obvodů.
Vlastnosti a modely obvodových prvků.
Aproximace charakteristik nelineárních prvků.
Modelování obvodových prvků.
Principy zjednodušení analýzy.
Nelineární odporové modely.
Analýza spektrálního složení signálu při aproximaci charakteristiky lomenou přímkou, úhel otevření.
Buzení odporového modelu dvěma harmonickými signály.
Nelineární modely s akumulačními prvky.
Stavový prostor a rozšířený stavový prostor.
Vyšetřování lokálních vlastností v okolí klidových stavů, stabilita nelineárních obvodů.
Řešení periodických ustálených dějů v nelineárních obvodových modelech.
Řešení přechodných dějů, fázová rovina.
Konzultace.
Cvičení:
Třídění obvodových prvků a obvodů. Idealizace, stavy a děje. Formulace úkolu při analýze a syntéze. Řešení obvodů v časové a kmitočtové oblasti. Návaznost na poznatky z Teorie obvodů.
Lineární, nelineární, řízené a neřízené prvky, charakteristiky. Dvoupólové a mnohapólové prvky, trojpóly. VA charakteristiky aktivních dvoupólů a trojpólů. Model diody, Ebers - Mollův model bipolárního tranzistoru, model MOS FET.
Určování vstupních, výstupních a převodních parametrů.
Aproximační problém, používané aproximační funkce, určení koeficientů. Příklady na určení koeficientů aproximačních funkcí interpolační metodou, metodou nejmenších čtverců, metodou rektifikace.
Statické a dynamické modely, matematické a obvodové modely. Stavební prvky modelů. Syntéza globálních modelů nelineárních dvoupólů a trojpólů. Syntéza nelineárních odporových modelů metodou linearizace po úsecích. Tvarovací
obvody. Využití aproximačních metod při modelování triody, bipolárního a unipolárního tranzistoru.
Přechod k odporovým modelům, linearizace, princip kmitočtového výběru, rozklad na kmitočtová pásma.Test - Aproximace a modelování nelineárních prvků. Příklady použití metod zjednodušení analýzy.
Matematický popis, vlastnosti. Odezva nelineárního odporového modelu na harmonické signály, buzení jedním harmonickým signálem. Grafickopočetní určení amplitud harmonických složek, metoda tří a pěti pořadnic. Příklad sestavení soustavy obvodových rovnic nelineárního odporového modelu. Výpočet nelineárního zkreslení. Stanovení zkreslení z převodních charakteristik grafickopočetní metodou.
Analýza spektrálního složení signálu při aproximaci charakteristiky mocninovým mnohočlenem a exponenciálním mnohočlenem. Příklady na užití aproximace lomenou přímkou, mocninovým mnohočlenem a exponenciální funkcí. Zkreslení zesilovacího stupně s tranzistorem.
Využití symetrie k redukci počtu spektrálních složek. Metody řešení nelineárních odporových modelů. Příklady významu symetrie při redukci počtu spektrálních složek - kruhový modulátor, dvojčinný koncový stupeň.
Matematický popis, stavové rovnice, vlastnosti. Stavy a děje v nelineárních obvodových modelech s akumulačními prvky. Test - Nelineární odporové modely. Příklad sestavení stavových rovnic nelineárního odporového modelu.
Klasifikace dějů. Výchozí a klidový bod. Příklady dějů v modelech s akumulačními prvky. Určování výchozího a klidového bodu.
Příklady na vyšetřování stability a periodicity obvodů.
Metoda ekvivalentní linearizace, střední parametry. Analýza autonomního a neautonomního obvodu. Analýza signálů v parametrických a autoparametrických obvodech, konverzní parametry. Řešení obvodů metodou frekvenčního výběru,
výpočet ekvivalentních a konverzních parametrů.Test - Nelineární obvody s akumulačními prvky. Řešení přechodných dějů metodou izoklin, linearizací diferenciálních rovnic po úsecích.
Konzultace.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.