Základy jaderné elektroniky

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření

Anotace:

R, C, L, transformátor, vedení, zpožďovací linky, ideální a praktické vlastnosti, zdroje konstantního napětí a proudu, Thevaninův, Nortonův a superposiční teorémy, derivační a integrační obvody, odezva na jednoduchý signál, polovodičové aktivní prvky (diody a bipolární a unipolární tranzistory, tyristory, triaky), tranzistorové zesilovací stupně se společnou bází, emitorem a kolektorem, kaskádní, diferenciální, střídavě nebo stejnosměrně vázané a operační zesilovače, zpětná vazba, lineární integrované obvody, pulzní obvody (multivibrátory, generátory, klopné obvody, hradla, invertory, registry, čítače, dekodéry, číslicové integrované obvody), napájecí zdroje nízkého a vysokého napětí, základní stabilizační obvody.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Pasivní , aktivní, lineární a nelineární obvodové prvky - náhradní schéma reálných prvků R, C, L - indukčnosti, transformátory - kabely a zpožďovací linky, charakteristická impedance Z , doba zpoždění, odrazu, tvarování.

2.Zdroje konstantního napětí/proudu - Kirchhoffovy zákony - Thevaninův, Nortonův, superpoziční teorém - Fourierův rozvoj periodických průběhů.

3.Řešení CR derivačního obvodu, odezvy na vstupní harmonický signál, jednotkový skok, jednotlivý pravoúhlý impuls.

4.Řešení integračního RC obvodu, odezvy na vstupní harmonický signál, jednotkový skok, jednotlivý pravoúhlý impuls.

5.Aktivní prvky - základní vlastnosti polovodičů, přechody p-n, - polovodičové diody, Zenerova a tunelová dioda. Tranzistory - základní vlastnosti a zapojení, proudový zesilovací činitel v zapojení SB a SE.

6.Komplementární tranzistory - hybridní parametry tranzistoru - náhradní obvody základních zapojení, typické hodnoty vstupních/výstupních odporů, polarita výstupního signálu.

7.Tranzistory řízené elektrickým polem (FET, MOSFET) - princip činnosti, charakteristiky, základní parametry. Tyristory, triaky, optotriaky, Z triaky - princip funkce, použití. Termistory.

8.Integrované obvody, technologie výroby, pouzdření. Lineární integrované obvody, ideální operační zesilovač, zesílení invertujícího a neinvertujícího .

9.Zesilovače - náhradní schéma skutečného zesilovače, amplitudová charakteristika, doba náběhu impulsu - vícestupňové zesilovače (SE-SK, SK-SK, dvojitý emitorový sledovač, kaskodní, diferenciální).

10.Zpětná vazba, princip - zesílení po zavedení zpětné vazby A - zp. vazba kladná/záporná, seriová/paralelní a proudová/napěťová - vliv na zesílení a stabilitu A, frekvenční charakteristiku, vstupní a výstupní impedanci zesilovače.

11.Šumy v zesilovacích obvodech - tepelný, výstřelový, blikavý šum, spektrální charakteristiky - šumové vlastnosti vstupního obvodu zesilovače - náhrada vnějších zdrojů šumu proudovými zdroji, vnitřních zdroji šumového napětí.

12.Klopné obvody - astabilní, bistabilní, monostabilní - realizace tranzistory, hradly NAND, speciálními integrovanými obvody - klopné obvody typů R - S, R - S - T, D, J - K - Schmittovy klopné obvody.

13.Napájecí obvody - usměrňovače a filtry - dvoucestný usměrňovač, můstkový usměrňovač, zdvojovač napětí, kaskádní násobič - zvlnění výstupního napětí.

14.Stabilizované zdroje - parametrické, kompenzační a kompenzačně - parametrické stabilizátory - stabilizátor jako čtyřpól, jeho diferenciální parametry - činitel stabilizace, činitel teplotní nestability.

15.Parametrický stabilizátor se Zenerovou diodou - zpětnovazební seriový stabilizátor - princip impulzních stabilizátorů.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Znalosti o elektronice využívané pro konstrukci detekčních systémů ionizujícího záření.

Schopnosti:

Použití elektronických parametrů detekční aparatury k měření IZ, posouzení vlivu elektroniky na naměřená data a minimalizace tohoto zkreslení.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Kubálek J., Sabol J., Elektrické obvody a přístroje pro jad. techniku, VČVUT Praha 1972.

Doporučená literatura:

[2] Resl J., Pavel J, Elektrotechnika I. VČVUT Praha 1997.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: