450-0314/01 – Electronic Circuits for Meters (EOMP)

Gurantor departmentDepartment of Cybernetics and Biomedical EngineeringCredits6
Subject guarantordoc. Ing. Ludvík Koval, Ph.D.Subject version guarantordoc. Ing. Ludvík Koval, Ph.D.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year1Semestersummer
Study languageCzech
Year of introduction2005/2006Year of cancellation2009/2010
Intended for the facultiesFEIIntended for study typesFollow-up Master
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
KOV04 doc. Ing. Ludvík Koval, Ph.D.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+3
Combined Credit and Examination 0+12

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

Další požadavky na studenta

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

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
                Laboratory work Laboratory work 20  0
                Project Project 20  0
        Examination Examination 60 (60) 0
                Written examination Written examination 50  0
                Oral Oral examination 10  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics P Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics K Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics P Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics K Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics P Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics K Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics P Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (2612T015) Electronics K Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner