Analogové obvody

Přednášející:

Jiří Hospodka (gar.)

Cvičící:

Jiří Hospodka (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra teorie obvodů

Anotace:

Předmět má za úkol seznámit studenty se základy analogových elektronických obvodů. První část je věnována principiálním zapojením tranzistorových zesilovačů a elementárním strukturám analogových integrovaných obvodů. Dále jsou probrány typické aplikace operačních zesilovačů včetně nelineárních sítí, základy kmitočtových filtrů a jejich realizace. V závěru je diskutována problematika oscilátorů.

Požadavky:

Základní znalosti elektrických obvodů a prvků.

Osnova přednášek:

1. Nelineární prvky pro zesilovače, jejich modely, metoda linearizace, nastavení a stabilizace pracovního bodu tranzistorových zesilovačů.

2. Základní zesilovací stupně s bipolárním tranzistorem (SE, SB, SC), princip funkce, analýza základních vlastností (zesílení, vstupní a výstupní odpor, ?), kmitočtové vlastnosti, Millerův efekt.

3. Základní zesilovací stupně s unipolárním tranzistorem (SS, SG, SD) Porovnání vlastností, zhodnocení.

4. Dynamická zátěž, proudová zrcadla, darlingtonovo zapojení, koncový stupeň, rozdělení zesilovačů podle tříd.

5. Kombinované stejnosměrně vázané stupně, kaskoda - kmitočtové vlastnosti, rozdílový stupeň (nelineární převodní charakteristika, vlastnosti linearizovaného zapojení, souhlasné a rozdílové buzení).

6. Operační zesilovač, základní zapojení pro idealizovaný OZ (invertující a neinvertující zesilovač, rozdílový zesilovač, sumátor, integrátor), reálné vlastnosti.

7. Nelineární obvody s OZ: komparátor s hysterezí, operační usměrňovač, detektor maximální hodnoty, exponenciátor, logaritmátor.

8. Zpětná vazba, vliv na vlastnosti přenosových soustav, stabilita ZV soustav, kmitočtová kompenzace.

9. Kmitočtové filtry, základní informace, typy aproximací, filtry 1. řádu - přenos, vlastnosti v kmitočtové a časové oblasti, pojem dvojbran.

10. Syntéza filtrů, problematika realizace (LC, kaskádní syntéza - ARC filtry), využití moderních prvků (OTA, TIA, CCII), princip obvodů se spínanými kapacitory - přeladitelné filtry.

11. Princip oscilátoru - podmínky vzniku oscilací, typy oscilátorů a jejich obvodová řešení, regenerativní obvody - astabilní klopný obvod.

12. Generátory funkcí, napěťově řízený oscilátor, princip fázového závěsu.

13. Tranzistor jako spínač, analogové spínače - konstrukce a použití, spínání indukční zátěže - princip spínaných zdrojů.

Osnova cvičení:

1. Diodový článek, linearizace. Seznámení se simulačním programem.

2. Zesilovač s bipolárním tranzistorem, nastavení a stabilizace pracovního bodu, linearizace. Ověření pomocí simulace.

3. Jednostupňové zesilovače s bipolárním tranzistorem, výpočet linearizovaných parametrů pro různá zapojení.

4. Zesilovače s unipolárním tranzistorem. Zadání samostatných prací..

5. Zapojení s více tranzistory  diferenční stupeň, kaskoda.

6. Základní zapojení s operačními zesilovači, určení vlastností a simulace.

7. Operační usměrňovač, komparátor s hysterezí, princip činnosti a simulace.

8. Měření v laboratoři na vybrané úloze, konzultace k samostatné práci.

9. Měření v laboratoři na vybrané úloze, konzultace k samostatné práci.

10. Měření v laboratoři na vybrané úloze, konzultace k samostatné práci.

11. Prezentace samostatných prací.

12. Prezentace samostatných prací.

13. Konzultace ke zkoušce. Zápočet.

Cíle studia:

Předmět má za úkol seznámit studenty se základy analogových elektronických obvodů.

Předmět je zakončen závěrečnou zkouškou ve zkouškovém období. Ta se skládá z povinného písemného testu a volitelné části s písemnou přípravou a ústní částí. Pokud student nepožaduje lepší hodnocení než D (uspokojivě), nemusí volitelnou část zkoušky absolvovat.

Ústní část zkoušky může student absolvovat pouze v případě, že součet jeho bodů ze semestru a povinného testu je větší než 60.

Pokud se u ústní zkoušky prokáží základní neznalosti, student dostává hodnocení F, bez ohledu na získané body.

Podkladem pro zkoušku je součet bodů ze semestru a ze zkouškového testu. Další informace jsou na stránkách předmětu http://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/mod/resource/view.php?id=1303

Studijní materiály:

[1] Kenneth R. Laker, Willy M. C. Sansen: Design of Analog Integrated Circuits and Systems, McGraw-Hill Companies; McGraw-Hill Companies, 1994, ISBN 007036060X.

[2] Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith: Microelectronic Circuits, Oxford University Press, 5. vydání, 2003, ISBN 0195142519.

[3] Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky: Electronic Devices and Circuit Theory, Prentice Hall, 9. vydání, 2005, ISBN- 0131189050.

[4] Neumann Přemek, Uhlíř Jan: Elektronické obvody a funkční bloky 1, ČVUT Praha 1999, ISBN 80-01-01981-0.

[5] Neumann Přemek, Uhlíř Jan: Elektronické obvody a funkční bloky 2, ČVUT Praha 2001, ISBN 80-01-02394-X.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T2:B3-802 Hospodka J. 12:45–14:15 (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice Laborator K802
Út	místnost T2:C3-337 Hospodka J. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Posluchárna
St
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: