Elektronické prvky a obvody

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra teorie obvodů

Anotace:

Základní obvodové vlastnosti elektronických funkčních bloků. Elementární analýza obvodů. Přechodné děje v elektronických obvodech. Operační zesilovače (OZ). Lineární zpětnovazební sítě. Stabilita. Nelineární zpětnovazební zapojení s OZ., spínače, omezovače, komparátory. Generátory signálů, klopné obvody. Základní principy analýzy signálů spojitých a diskrétních. Číslicová filtrace.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Prvky a analýza elektrických obvodů, rezistory, kapacitory, induktory, vázané induktory. Obvodové rovnice - Kirchhoffovy zákony, smyčkové proudy, uzlová napětí. Analýza přechodných jevů, impulsní a přechodová charakteristika, přechodný děj v obvodech prvého a vyšších řádů.

2. Harmonický ustálený stav, fázory napětí a proudu, komplexní imitance. Kmitočtové charakteristiky, souvislosti mezi časovou a kmitočtovou oblastí, amplitudové a fázové kmitočtové závislosti.

3. Vlastnosti lineárních zesilovacích struktur, vstupní a výstupní impedance, přenos napětí, proudu; modulová a fázová kmitočtová charakteristika.

4. Struktury elektronických obvodů. Základní zesilovací stupně, kombinované stejnosměrně vázané stupně, reálný operační zesilovač

5. Teorie zpětné vazby. Typy zpětné vazby. Obecné vlastnosti zpětnovazebních soustav, stabilita.

6. Aplikace operačních zesilovačů: základní operační sítě lineární a nelineární, kladná a záporná zpětná vazba.

7. Stejnosměrné a střídavé odchylky reálného OZ od ideálu. Stabilita OZ se zpětnou vazbou, rychlost přeběhu.

8. Oscilátory LC a RC, generátory impulsních signálů, bistabilní a monostabilní klopné obvody

9. Popis číslicových systémů a signálů v časové a kmitočtové oblasti. Základní vlastnosti LTI systémů. Transformace.

10. Typy algoritmů pro výpočet DFT, jejich vlastnosti a realizace.

11. Číslicová filtrace. Stručný přehled metod návrhu číslicových filtrů, filtrace v časové a frekvenční oblasti.

12. Základní parametry signálů, jejich odhad a použití, segmentace signálů. Využití korelační a spektrální analýzy pro analýzu řeči, vibrací, hluků a biologických signálů.

13. Vzorkování signálů a převzorkování. Důsledky kvantování v číslicových systémech, možnosti analýzy a simulace.

14. Opakování, rezerva.

Osnova cvičení:

1.Seminář a experiment na počítači - elementární obvody a jejich vlastnosti, modely součástek

2.Seminář a experiment na počítači - vzájemné vztahy mezi parametry tranzistorů a diod

3.Seminář a experiment na počítači - přibližná analýza obvodů, operační sítě

4.Seminář a experiment na počítači - rozbor situace v oblasti vysokých frekvencí

5.Seminář a experiment na počítači - nelineární operační sítě

6.Měření v laboratoři na úloze dle vlastního výběru, konzultace ke konstrukční úloze

7.Měření v laboratoři na úloze dle vlastního výběru, konzultace ke konstrukční úloze

8.Měření v laboratoři na úloze dle vlastního výběru, konzultace ke konstrukční úloze

9.Měření v laboratoři na úloze dle vlastního výběru, konzultace ke konstrukční úloze

10.Seminář - elementární analýza signálů

11.Seminář - spektrum a spektrální analýza

12.Seminář - simulace číslicového filtru

13.Seminář - shrnutí látky, řešení komplexních úloh z obvodů a signálů

14.Zápočet - dokumentace prací z laboratoře

Cíle studia:

Studijní materiály:

1.Uhlíř, J., Sovka, P., Čmejla, R.: Úvod do číslicového zpracování signálů. ČVUT Praha 2003

2.Neumann, P., Uhlíř, J.: Elektronické obvody a funkční bloky 1, ČVUT Ptraha 2005

3.Neamen, D.A.:Electronic Circuit Analysis and Design, IRWIN, 1996, ISBN 0-256-11919-8

4.Openheim, A.V., Schafer, R.W.: Discrete-Time Signal Processing. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1998

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: