449-0389/01 – Teorie elektronických obvodů (TELO)

Garantující katedraKat.teoretické elektrotechnikyKredity6
Garant předmětudoc. Dr. Ing. Josef PunčochářGarant verze předmětudoc. Dr. Ing. Josef Punčochář
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2006/2007Rok zrušení2007/2008
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
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 0+20

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

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.-Winfield,H.: The art of electronics (second edition). 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

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: testy protokoly z laboratorních cvičení protokoly z počítačových cvičení Podmínky udělení zápočtu: Student absolvuje 3 testy. Za každý test může získat až 3 body. Maximálně tedy 3 * 3 = 9 bodů. Student měří 6 úkolů - za každý písemně vyhodnocený úkol může získat až 2 body. Maximálně tedy 2 * 6 = 12 bodů (může zpracovat více úkolů společně). Student vypracuje protokol ze 3 počítačových cvičení. Za každý protokol může získat až 3 body. Maximálně tedy 3 * 3 = 9 bodů. Student může získat až 14 bodů za semestrální projekt. Pro udělení zápočtu se vyžaduje minimálně 26 bodů. Student může získat až 56 bodů u závěrečné zkoušky(řešení obvodu - až 32 bodů, ústní část - až 24 bodů). Pro absolvování kursu musí student získat minimálně 51 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

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

Kombinovaná forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 44 (44) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 12  0
                Projekt Projekt 23  0
                Písemka Písemka 9  0
        Zkouška Zkouška 56 (56) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 32  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 24  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku