Diskrétní analogové soustavy

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra teorie obvodů

Anotace:

Předmět se zabývá diskrétně pracujícími analogovými obvody, jmenovitě obvody se spínanými kapacitory (SC) a spínanými proudy (SI). Vysvětluje metodiku jejich obvodového popisu a odlišnosti od spojitě pracujících obvodů. Seznamuje s problematikou analýzy a simulace těchto obvodů a s dostupnými programovými prostředky. Charakterizuje základní funkční bloky včetně jejich obvodového řešení a reálných vlastností. Pozornost je věnována obvodovému návrhu a jeho optimalizaci, včetně respektování technologických požadavků. Problematika návrhu je ukázána na konkrétním řešení SC a SI filtrů, převodníků a dalších obvodů.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Diskrétně pracující analogové soustavy - přehled, vlastnosti, popis, transformace p - z

2. Obvody SC - charakterizace, obvodový popis, základní funkční bloky SC obvodů

3. Simulace obvodů SC v kmitočtové a časové oblasti, metoda uzlových nábojových rovnic

4. Programové prostředky pro simulaci obvodů SC a jejich omezení

5. Obvody SI - princip, funkce, obvodový popis, základní funkční bloky SI obvodů

6. Simulace obvodů SI, aplikace metody uzlových napětí, porovnání s obvody SC

7. Reálné vlastnosti SC a SI soustav, simulace reálných obvodů - možnosti, omezení

8. Programové prostředky pro simulaci reálných obvodů

9. Návrhové postupy a algoritmy pro SC a SI obvody

10. Principy návrhu SC a SI filtrů, řešení obvodů 2.řádu, možnosti optimalizace návrhu

11. Filtry SC a SI vyšších řádů, metody řešení, podmínky optimalizace návrhu

12. Obvodové řešení reálných obvodů SC a SI, minimalizace parazitních vlivů

13. Obecné metody optimalizace návrhu SC a SI obvodů, vazba na technologické podmínky

14. Zhodnocení vlastností SC a SI soustav, vývojové trendy

Osnova cvičení:

1. Základní vlastnosti diskrétně pracujících systémů, vlastnosti a aplikace transformací p-z

2. Popis obvodů SC diferenčními rovnicemi, transformace rovnic do frekvenční oblasti

3. Metoda uzlových nábojových rovnic a její aplikace

4. Programové prostředky pro simulaci obvodů SC, knihovna SCSYRUP v programu MAPLE

5. Funkční bloky SI a jejich popis diferenčními rovnicemi

6. Metoda uzlových napětí zobecněná pro vícefázové diskrétně pracující obvody

7. Programové prostředky pro simulaci obvodů SI, knihovna SISYRUP v programu MAPLE

8. Simulace reálných obvodů SC a SI - program SPIN, zadání semestrálních prací

9. Simulace reálných obvodů SC a SI - využití simulátoru SPICE

10. Návrh a simulace filtru SC a SI kaskádní syntézou, optimalizace návrhu SFB

11. Návrh a simulace filtru SC a SI metodou simulace LC prototypu

12. Porovnání SC a SI obvodů, obvodové řešení FB s respektováním technologických omezení

13. Optimalizace návrhu vzhledem k reálným vlastnostem obvodu

14. Obhajoby semestrálních prací, zápočty

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Unbehauen, R., Cichocki, A.: MOS Switched capacitor and Continuous-Time Integrated Circuits and Systems. Springer-Verlag, Berlin 1989

2. Toumazou, C., Hughes, J.B., Battersby, N.C.: Switched-Currents an analogue technique for digital technology. Peter Peregrinus, Ltd, 1993

3. Toumazou, C., Battersby, N.C., Porta, S.: Circuits and Systems Tutorial. IEEE Press, New York, 1996

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika - elektronické systémy- strukturované studium (povinný předmět)