450-0314/01 – Electronic Circuits for Meters (EOMP)
| Gurantor department | Department of Cybernetics and Biomedical Engineering | Credits | 6 |
| Subject guarantor | doc. Ing. Ludvík Koval, Ph.D. | Subject version guarantor | doc. Ing. Ludvík Koval, Ph.D. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Choice-compulsory |
| Year | 1 | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2005/2006 | Year of cancellation | 2009/2010 |
| Intended for the faculties | FEI | Intended for study types | Follow-up Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
The goal of this subject is educate students in using electronic members for design and realizing measurement circuits. Students will have total view about properties and functions of these members. The students will get knowledge about structure electronic circuits, how its work and how to minimize uncertainty when the signal will be processed into measurement system.
Teaching methods
Lectures
Individual consultations
Tutorials
Experimental work in labs
Project work
Summary
The subject is focused on electronic measurements circuits. It gets total view about characteristics of analog and digital circuits for data acquisition and signal processing. Subject also gets total view for output visualization by component of microcomputer technique.
Compulsory literature:
Vedral, J., Fischer, J. : Elektronické obvody pro měřicí techniku, ČVUT 1999
Haasz, V., Sedláček, M.: Elektrická měření, ČVUT 2000
Ďaďo, S., Vedral, J.: Analogové a číslicové přístroje I, II, ČVUT 1987
Kocourek, P.: Číslicové měřicí systémy, ČVUT 1994
Recommended literature:
Electroniconic Circuits for Meters Sylabus.
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
Podmínky udělení zápočtu:
Absolvování 2 kontrolních testů (20),
Odměření a zpracování protokolů z měření (20),
Zpracování projektu (10),
Maximální bodový zisk 50,
Minimální bodový zisk 25.
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Přednášky:
Pasivní prvky a jejich vlastnosti, spínací obvody kontaktní, diodové, s tranzistory unipolárními a bipolárními, analogové multiplexery.
Operační zesilovače, jejich statické a dynamické vlastnosti, chybové signály, šumové vlastnosti. Univerzální a speciální přímo vázané OZ. OZ s nespojitou činností. Měření OZ.
Měřicí zesilovače a analogové komparátory.
Vzorkovací obvody pro digitalizaci signálu. Filtrační obvody úpravy signálu.
Analogové funkční měniče, analogové násobičky, převodníky střední, efektivní, maximální hodnoty a rozkmitu.
Napěťové a proudové reference a jejich vliv na přesnost měření. Základní typ převodu analogového signálu U/f, f/U.
Analogově digitální převodníky. Vlastnosti A/D převodníků, nejčastěji používané typy. Měření A/D převodníků.
Signální generátory. Užití fázového závěsu v měřicí technice.
Logické a paměťové obvody v měřicí technice. Paměti typu ROM, RWM.
Mikropočítačové obvody, procesor, sběrnice, hlídací obvody, V/V obvody.
Obvody mikropočítače pro styk s okolím, zobrazovací prvky LCD, LED.
Komunikační obvody mikropočítače. Komunikace přes rozhraní, připojování analogových vstupů a výstupů.
Napájecí zdroje, jejich vlastnosti a principy činnosti, napájecí zdroje pro měřicí techniku, napájecí články, potlačení rušení napájení, chlazení součástek.
Cvičení:
Operační zesilovače, měření statických a dynamických vlastností, analýza chyb měřicího zesilovače, zesilovače pro měření nízkoúrovňových signálů. Měření teploty termočlánkem. Příprava praktické měřicí úlohy č. 1 Měření vlastností přístrojových zesilovačů. Zadání projektu.
Praktická měřicí úloha č. 1 Měření vlastností přístrojových zesilovačů
Filtrační obvody, návrh pásmové propusti, simulace filtračních obvodů pomocí výpočtových prostředí, digitální filtrace FIR, IIR, LabView knihovní funkce filtrů. Příprava praktické úlohy č. 2 Návrh a měření analogových filtračních obvodů. Komunikace s měřicími přístroji přes rozhraní s využitím přístrojových driverů.
Praktická měřicí úloha č. 2 Návrh a měření analogových filtračních obvodů. Realizace filtru typu Butterworth 2. řádu, měření amplitudové a fázové charakteristiky.
Výpočet efektivní hodnoty pro různé typy signálů ve výpočtovém prostředí, chyba výpočtu efektivní hodnoty digitalizovaného signálu. Měření linearity a převodní charakteristiky U/f převodníku. Příprava praktické měřicí úlohy č. 3 Měření funkčních generátorů a referenčních zdrojů.
Praktická měřicí úloha č. 3 Měření funkčních měničů a převodníků
Funkční měniče, rozklad matematické funkce v řadu, určení chyby při rozkladu. Měření charakteristik napěťové reference v závislosti na zatížení a teplotě. Příprava praktické úlohy č. 4 Měření funkčních generátorů a referenčních zdrojů, měření analogových signálů s využitím měřicí desky s A/D a D/A převodníkem, LabView knihovní funkce pro podporu DAQ. Test č. 1.
Praktická měřicí úloha č. 4 Měření funkčních generátorů a referenčních zdrojů
A/Č převodníky, využití vlastností sigma/delta A/D převodníku při měření elektrického výkonu. Realizace virtuálního měřicího systému s sigma/delta A/D převodníkem. Měření elektrického výkonu amplitudově šířkovou násobičkou. Příprava praktické úlohy č. 5 Měření elektrického výkonu sigma/delta A/D převodníkem a modulační násobičkou.
Praktická měřicí úloha č. 5 Měření elektrického výkonu sigma/delta A/D převodníkem a modulační násobičkou.
Implementace pamětí do mikropočítačového systému. Sériová komunikace s pamětí typu FLASH, paralelní komunikace s pamětí typu SRAM. Vývojové prostředí pro tvorbu mikropočítačových aplikací.
Připojování uživatelských periférií k mikropočítačového systému, ovládání zobrazovacích prvků vybavených posuvným registrem, realizace dynamického ovládání LED zobrazovače, komunikace s LCD zobrazovacími prvky, A/D převod.
Realizace komunikace mikropočítačového systému přes rozhraní. Test č. 2.
Kontrola semestrálního projektu, zápočet.
Laboratoře:
Praktická měřicí úloha č. 1 Měření vlastností přístrojových zesilovačů
Praktická měřicí úloha č. 2 Návrh a měření analogových filtračních obvodů.
Praktická měřicí úloha č. 3 Měření funkčních měničů a převodníků.
Praktická měřicí úloha č. 4 Měření funkčních generátorů a referenčních zdrojů.
Praktická měřicí úloha č. 5 Měření elektrického výkonu sigma delta A/D převodníkem a modulační násobičkou.
Projekty:
Celosemestrální projekt realizace multimetru s A/D převodníkem
filtrace signálu
digitalizace signálu
integrace A/D převodníku do systému
zobrazení údaje na LCD displeji
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.