449-0067/01 – Non-linear and Parametric Circuitry Theory ()

Gurantor departmentDepartment of Theoretical Electrical EngineeringCredits4
Subject guarantordoc. Ing. Jaromír Kijonka, CSc.Subject version guarantordoc. Ing. Jaromír Kijonka, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
YearSemesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction1992/1993Year of cancellation2007/2008
Intended for the facultiesFEIIntended for study typesMaster
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+3
Combined Credit and Examination 2+3

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Teaching methods

Summary

Current-volt characteristics non-linear and parametric circuit elements, Ebers-Moll model of bipolar transistor, model of MOS FET. Aproximation of non-linear characteristics, spectral sensitivity analysis, models of non-linear circuit elementrs for storage elements, graph-computing methods, state space and extended state space, stability tests. Time-depend circuit analysis, transient resonce, phase plane.

Compulsory literature:

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

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

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

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.

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 40 (40) 0
                Project Project 20  0
                Written exam Written test 20  0
        Examination Examination 60 (60) 0
                Written examination Written examination 40  0
                Oral Oral examination 20  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2612T018) Electronics and Communication Technology P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (10) Elektrické stroje a přístroje P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (2642T004) Electrical Machines, Apparatus and Drives (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3907T001) Electrical Power Engineering P Czech Ostrava Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M2612) Electrical Engineering and Computer Science (3902T023) Computer Science P Czech Ostrava 3 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner