Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2019/2020

Číslicové a analogové obvody

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
BI-CAO Z,ZK 5 2P+2C česky
Přednášející:
Martin Kohlík, Martin Novotný (gar.), Jan Řezníček
Cvičící:
Martin Kohlík, Martin Novotný (gar.), Jaroslav Borecký, Šimon Branda, Robert Hülle, Miroslav Kallus, Pavel Kubalík, Vojtěch Miškovský, Jan Onderka, Vojtěch Pail, Jan Řezníček, Jan Říha, Petr Socha
Předmět zajišťuje:
katedra číslicového návrhu
Anotace:

Základy analogových obvodů, základy číslicových obvodů. Matematický popis obvodů. Analýza obvodů. Návrh jednoduchých obvodů, výpočet jejich parametrů. Znalost SW Mathematica.

Požadavky:

Středoškolská matematika a fyzika.

Osnova přednášek:

1. Napětí, proud, zdroj napětí, zdroj proudu. Ideální vodič.

2. Idealizované součástky (rezistor, kondenzátor, cívka) a jejich parametry (odpor, kapacita, indukčnost). Obvodové rovnice. Metoda uzlových napětí. Numerická matematika pro řešení rovnic popisujících elektrické obvody.

3. Paralelní a sériové řazení rezistoru, kondenzátoru, cívky. RC článek. Výkon. Stejnosměrné obvody.

4. Digitální abstrakce, Boolská logika, boolské funkce (negace, NAND, NOR, AND, OR, sum-of-products), spínače typu N a typu P, implementace logických hradel pomocí spínačů typu N a spínačů typu P.

5. Polovodiče, vlastnosti. Základní nelineární prvky vyskytující se v elektrických obvodech (diody, ...), charakteristiky, linearizace. MOSFET. MOSFET jako zesilovač. MOSFET jako spínač.

6. Struktury logických prvků (technologie CMOS, fyzická struktura, logická hradla, multiplexery, třístavové budiče, hladinové klopné obvody, hranové klopné obvody). Energie a výkon v číslicových systémech.

7. Harmonický ustálený stav s jednou frekvencí. Fázory, impedance, přenos, decibely.

8. Výkon. Střední a efektivní hodnota.

9. Fourierovy řady.

10. Rezonanční obvody; rovnice, časové průběhy veličin včetně výkonů. Měření a ukázka ladění.

11. Homogenní vedení (různé přístupy, základní ukázky zakončení atd.). Zpoždění signálů v číslicových systémech. Symetrická vedení, asymetrická vedení.

12. Magneticky vázané obvody. Transformátory.

13. Operační zesilovače, komparátory (vlastnosti, jednoduchý obvod s OZ, vstupní a výstupní odpor, příklady, RC obvody s OZ, OZ v saturaci, kladná zpětná vazba).

Osnova cvičení:

1. Úvod do SW Mathematica.

2. Úvod do SW Mathematica.

3. TEST1. Metoda uzlových napětí.

4. Metoda uzlových napětí.

5. Metoda uzlových napětí.

6. Stejnosměrné obvody. Obvody s tranzistory.

7. TEST2. Úvod do harmonického ustáleného stavu.

8. Harmonický ustálený stav s jednou frekvencí.

9. Harmonický ustálený stav - impedance, přenos.

10. Harmonický ustálený stav - imepedance, přenos, výkon.

11. TEST3.

12. Zápočet

13. Rezerva.

Cíle studia:

Cílem předmětu je osvojit si teoretické základy číslicových a analogových obvodů a základní metody jejich řešení. Studenti se dozvědí, jak vypadají struktury počítače na nejnižší úrovni. Seznámí se s funkcí tranzistoru. Proč procesor topí, je ho potřeba chladit a jak spotřebu snížit. Čím je omezena maximální frekvence a jak ji zvýšit. Proč je potřeba sběrnici počítače zakončovat, co se stane, když ji nezakončí. Jak (principiálně) vypadá napájecí zdroj počítače. Na cvičeních budou studenti provádět měření na obvodech. Obvody budou také sami navrhovat, některé návrhy budou ověřovat na přípravcích. Pro řešení budou používat SW Mathematica.

Studijní materiály:
Poznámka:

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/BI-CAO/

Rozsah:přednášky+cvičení:2p+2c.

Další informace:
https://courses.fit.cvut.cz/BI-CAO/
Rozvrh na zimní semestr 2019/2020:
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 T9:105
Novotný M.
Řezníček J.

16:15–17:45
(přednášková par. 1)
Dejvice
Posluchárna
místnost TK:PU1
Hülle R.
Branda Š.

18:00–19:30
(paralelka 2)
Dejvice
NTK PU 1
místnost T9:107
Novotný M.
Řezníček J.

16:15–17:45
(přednášková par. 3)
Dejvice
Posluchárna
místnost T9:105
Novotný M.
Řezníček J.

18:00–19:30
(přednášková par. 2)
Dejvice
Posluchárna
Út
místnost TK:PU1
Kubalík P.
Miškovský V.

09:15–10:45
(paralelka 3)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kubalík P.
Miškovský V.

11:00–12:30
(paralelka 4)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Socha P.

12:45–14:15
(paralelka 5)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Socha P.
Onderka J.

14:30–16:00
(paralelka 6)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Socha P.
Pail V.

16:15–17:45
(paralelka 7)
Dejvice
NTK PU 1
St
Čt
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Kohlík M.

09:15–10:45
(paralelka 8)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Kallus M.

12:45–14:15
(paralelka 10)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Borecký J.
Hülle R.

16:15–17:45
(paralelka 12)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Hülle R.
Pail V.

18:00–19:30
(paralelka 13)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kohlík M.
Miškovský V.

11:00–12:30
(paralelka 9)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Borecký J.
Kallus M.

14:30–16:00
(paralelka 11)
Dejvice
NTK PU 1

místnost TK:PU1
Řezníček J.
Říha J.

09:15–10:45
(paralelka 14)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Říha J.
Řezníček J.

11:00–12:30
(paralelka 15)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kohlík M.
Hülle R.

12:45–14:15
(paralelka 16)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Hülle R.
Kohlík M.

14:30–16:00
(paralelka 17)
Dejvice
NTK PU 1
Rozvrh na letní semestr 2019/2020:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 8. 12. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet1110806.html