454-0512/01 – Konstrukce elektronických zařízení (KEZ)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity4
Garant předmětuIng. Michal Jahelka, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Michal Jahelka, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník3Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
JAH01 Ing. Michal Jahelka, Ph.D.
KLI02 Ing. Tomáš Klinkovský
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+6

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Rozumět principům konstrukce částí elektronických zařízení. Učební výstupy jsou stanoveny tak, aby studenti byli schopni identifikovat, aplikovat a řešit úlohy z oblasti konstrukce elektronických zařízení.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Kvalita součástí. Rychlost (mezní kmitočet), přesnost, spolehlivost, řady hodnot. Konstrukční kritéria. Vliv napájení, hospodárnost, technika realizace, sériovost, plošné spoje, rušení, ochrany, chlazení, el. bezpečnost. Chlazení. Termoelektřina. Termočlánek, Peltier, termostat. Elektronické teploměry. Diodový teploměr, termistor, pyrometr.Elektrodynamika. Transformace impedancí, reproduktor, rezonátory. Obrazovka. Termoemise, videozesilovače, vychylování, luminofory. Transformátory. Unikající proud, bezpečnostní třídy, vnitřní odpor. Napájecí zdroje. Zdvojovač, násobič, pulsní stabilizátor, elektromagnetická kompatibilita. Odstup rušení. Zemnění, útlumy, el. a mag. pole, vlhkost, fotocitlivost, mikrofoničnost.

Povinná literatura:

Musil V. : Konstrukce a technologie elektronických zařízení. VUT Brno, 1994. Szendiuch I. : Mikroelektronické montážní technologie. VUTIUM, Brno, 1997. Novotný J. : Povrchová montáž součástek. Tesla VÚST, 1988. Škeřík : Plasty v elektrotechnice, SNTL. Mohyla, M. : Nekonvenční strojírenské materiály, VŠB Ostrava. Amerasekera E.A. - Campbell D.S. : Faillure Mechanisms in Semiconductor Devices. John Willey, 1987. Ginsberg, G. : Printed Circuits Design. Mc Graw-Hill, 1980. Fukátko, V. : Teplo a chlazení v elektronice, BEN, 1998.

Doporučená literatura:

Klepš Z. : Základní mechanické součásti přístrojů, ČVUT Praha, 1985.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Výpočty u tabule jsou bodovány Samostatná aktivita je bodována Protokoly Podmínky udělení zápočtu: Odevzdání protokolů z praktických cvičení a dosažení minimálního počtu bodů

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Technický systém. Blokové schéma, měrné body, vstupy, výstupy, mechanické uspořádání, chlazení, napájení, rušení. Vektorový diagram, přenos napětí, fáze, odezva na skok. Kategorizace výrobků. Výroba, rozvod a spotřeba el. Energie, součástky, spotřební, investiční a měřicí elektronika. Rezonátory, RLC sériový, paralelní, jakost. Kvalita součástí. Rychlost (mezní kmitočet), přesnost, spolehlivost, řady hodnot. Aproximace nelinearit, dioda, diferenciální odpor, teplotní závislost, kapacita, LED. Výrobek z hlediska struktury provozu. Objem, hmotnost, vzhled, kompatibilita, opravitelnost, cena, příkon, obsluha, přesnost, výkon, spolehlivost. Tranzistor, parametry, zesílení, zkreslení, šum, mezní kmitočet. Konstrukční kritéria. Vliv napájení, hospodárnost, technika realizace, sériovost, plošné spoje, rušení, ochrany, chlazení, el. bezpečnost. Rozpiska, hodnota, typ, kritérium poruchy, rozptyl, teplotní závislost, povolené stárnutí, příkon, oteplení, intenzita poruch, cena. Teplotní akcelerace poruchovosti. Poruchy, poruchovost, degradace, Arheniova rovnice, intenzita poruch, degradace přetížením. Návrh plošného spoje, figury, rastr, hustota, vývody. Teplotní rozsahy. Vodiče, elektromechanické součásti, polovodiče, ferity, keramika, elektrolyty, rezistory. Výběr obvodů podle napájení, obvody pro 1,5 V - 3V - 5V - 15V - 24V - 30V. Chlazení zářením. Integrální termoradiace, povrch chladiče, nomogram, dominantní frekvence záření. Chlazení zářením, drátový rezistor, žárovka, výkonový koaxiální kabel. Elektrotermická analogie. Řešení termických systémů převodem na elektrické schéma. Tepelná kapacita, tepelné čerpadlo. Tepelná setrvačnost. Časová konstanta, těleso, vodič, distribuce parametrů. Tepelná pojistka, odezva na výkonový impuls, přetížitelnost. Chlazení vedením. Analogické vztahy typu s/l, tepelná vodivost, tloušťka chladicího plechu, tepelná trubice. Chlazení vedením, chlazení výkonového tranzistoru, minimalizace ztrát. Chlazení prouděním. Zákon Kingův, nucené chlazení ventilátorem, přirozená ventilace (komínový efekt). Současné chlazení prouděním, vedením a zářením. Termoelektřina. Termočlánek, Peltier, termostat. Účinnost, teoretická mez, šíření teploty. Elektronické teploměry. Diodový stejnosměrný, diodový střídavý, termistor, pyrometr. Elektronické teploměry, snímač proudění, dvojice teplot. Elektrodynamika. Transformace impedancí, reproduktor, rezonátory. Ozvučení, elektroakustika, akustický tlak, reprosoustava, výhybky. Obrazovka. Termoemise, videozesilovače, vychylování, luminofory, implose. Transformátory. Unikající proud, bezpečnostní třídy, vnitřní odpor, frekvenční charakteristika, přesycení, horní mezní kmitočet. Napájecí zdroje. Zdvojovač, násobič, pulsní stabilizátor, elektromagnetická kompatibilita. Výpočet sekundárního napětí. Technická estetika. Výtvarná geometrie, hudební akustika, optickoakustická analogie. Řady kmitočtů, kmitočtová ústředna elektronického nástroje. Nelinearity. Termistor, pozistor, bleskojistka, relé, nelineární podajnost. Nelinearity, reference, linearizace. Odstup rušení. Zemnění, šumy, el. a mag. pole, vlhkost, fotocitlivost, mikrofoničnost. Odstup rušení, uzemňování rozlehlých systémů, jednorázové děje. Inovace. Míra, inovační cyklus, nový výrobek, metrologie, oživování a opravy. Výkonnost, tepelná trubice, elektrické vedení, vlnovod, zvukovod Cvičení: Seznámení s obsahem předmětu, bezpečnost v laboratořích, výpočty na vodivost, keramický rezistor, oteplení Dioda, dioda v mezních stavech, výpočty Analogové a spínané zdroje, rušení zdrojem, návrh zdroje z hlediska minimalizace rušení, step-up, step-down, invertující měniče, měniče s transformátorem galvanicky oddělené, obvody MC34063 a MAX756 Radioelektronika - výpočty Optočleny, druhy optočlenů, výpočty, lineární optočlen, frekvenční charakteristika Zesilovač - výpočty Jištění v elektronice, pojistky, polyswitche, výpočty elektronické pojistky, zdroje s elektronickou pojistkou, varistrory, transily, jiskřiště Chlazení v elektronice, emisivita, černé těleso, tepelná trubice, peltierův článek Galvanický článek, náboj, výkon, energie, kapacita, spotřeba, zinkový článek, vybíjecí křivka, teoretické napětí, vnitřní odpor, optimální proud Superkapacitor, syntetická indukčnost, řízená vodivost elektroakustika - Mikrofon, reproduktor, rezonanční kmitočet, piezoměnič, možnosti potlačení zpětné vazby Laboratoře: Měření spínaného zdroje s obvodem MC34063A, výstupní charakteristiky, průběhy Měření optočlenů, převodní charakteristika, frekvenční charakteristika Měření jistících prvků - pojistky (přerušení trvalým proudem a rychlost přerušení impulsem), polyswitch, elektronická pojistka, varistor a transily Měření na chladičích, peltierův článek Transformátory, rozptyl emg pole. EI, VF, VN, toroidní a hrníčkový transformátor, akumulovaná energie Elektroakustika, vlastní rezonanční kmitočet zařízení, zpětná vazba, zkreslení, charakteristika mikrofonu a reproduktoru

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční 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 45 (45) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 30  0
                Písemka Písemka 15  0
        Zkouška Zkouška 55 (55) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 55  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2005/2006 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku