Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2018/2019

Číslicové a analogové obvody

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
BI-CAO Z,ZK 5 2+2 česky
Přednášející:
Martin Kohlík, Jan Kyncl (gar.), Martin Novotný (gar.)
Cvičící:
Martin Kohlík, Jan Kyncl (gar.), Martin Novotný (gar.), Jaroslav Borecký, Šimon Branda, Ondřej Brém, Martin Daňhel, Robert Hülle, Ondřej Chládek, Dominik Igerský, Stanislav Jeřábek, Pavel Kubalík, Jaromír Mikušík, Vojtěch Miškovský, Vojtěch Nevřela, Vojtěch Pail, Jan Řezníček, Petr Socha, Filip Štěpánek, Daniel Vančura, Tomáš Zimmerhakl
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 2018/2019:
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 TK:PU1
Jeřábek S.
Chládek O.

11:00–12:30
(paralelka 206)
Dejvice
NTK PU 1
místnost T9:105
Novotný M.
Kohlík M.

16:15–17:45
(přednášková par. 1)
Dejvice
Posluchárna
místnost T9:105
Novotný M.
Kohlík M.

18:00–19:30
(přednášková par. 2)
Dejvice
Posluchárna
místnost TK:PU1
Hülle R.
Chládek O.

12:45–14:15
(paralelka 207)
Dejvice
NTK PU 1
místnost T9:107
Novotný M.
Kohlík M.

16:15–17:45
(přednášková par. 3)
Dejvice
Posluchárna
místnost TK:PU1
Štěpánek F.
Igerský D.

18:00–19:30
(paralelka 303)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Jeřábek S.
Igerský D.

16:15–17:45
(paralelka 302)
Dejvice
NTK PU 1
Út
místnost TK:PU1
Borecký J.
Mikušík J.

09:15–10:45
(paralelka 101)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Borecký J.
Mikušík J.

11:00–12:30
(paralelka 102)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kubalík P.
Branda Š.

12:45–14:15
(paralelka 103)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Socha P.

14:30–16:00
(paralelka 104)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kubalík P.
Vančura D.

16:15–17:45
(paralelka 105)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Kubalík P.
Pail V.

18:00–19:30
(paralelka 106)
Dejvice
NTK PU 1
St
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Socha P.

09:15–10:45
(paralelka 204)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Miškovský V.
Socha P.

11:00–12:30
(paralelka 205)
Dejvice
NTK PU 1
Čt

místnost TK:PU1
Daňhel M.
Řezníček J.

09:15–10:45
(paralelka 107)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Daňhel M.
Řezníček J.

11:00–12:30
(paralelka 201)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Daňhel M.
Řezníček J.

12:45–14:15
(paralelka 202)
Dejvice
NTK PU 1
místnost TK:PU1
Daňhel M.
Řezníček J.

14:30–16:00
(paralelka 203)
Dejvice
NTK PU 1
Rozvrh na letní semestr 2018/2019:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 18. 2. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet1110806.html