Základy elektroniky

Garant předmětu:

Martin Kropík

Přednášející:

Martin Kropík

Cvičící:

Martin Kropík

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Předmět poskytuje studentům seznámení se základy elektroniky. Úvodní část je věnována pasivním součástkám - rezistorům, kondenzátorům, cívkám a řešení elektrických obvodů s nimi. Dále pak se zabývá polovodičovými součástkami - diodami (standardní, Zenerovy, kapacitní, LED), bipolárními, unipolárními tranzistory a vícevrstvými polovodičovými prvky (tyristory a triaky). Pokračuje problematika obecných zesilovačů a operačních zesilovačů. Závěr pak studuje číslicové obvody a problematiku číslicově/analogových a analogově/číslicových převodníků. Předmět je doplněn úlohami elektronického praktika.

Požadavky:

02ELMA

Osnova přednášek:

1. Opakování základních pojmů a zákonitostí z Elektřiny a magnetizmu, řešení elektrických obvodů pomocí Ohmova a Kirchhoffových zákonů

2. Rezistory, jejich vlastnosti a použití, způsoby značení rezistorů, proměnné rezistory - potenciometry, trimry, fotodopory, termistory apod., problematika plošných spojů a jejich použití v elektronice

3. Kondenzátory, cívky, vlastnosti a použití, nabíjení a vybíjení kondenzátorů a cívek, kapacitní a induktivní reaktance, cívky s železným a ferritovým jádrem

4. Řešení obvodů střídavého napětí a proudu - analytická, komplexně symbolická metoda, Laplaceova transformace, efektivní hodnota, Fourierovy trigonometrické řady a jejich využití v elektronice

5. Polovodiče, přechod PN, diody - standardní, Zenerovy, kapacitní, PIN diody, LED

6. Bipolární, unipolární tranzistory, tyristory a triaky, zdroje napětí a proudu, stabilizátory - paralelní, sériové, spínačové.

7. Zesilovače a operační zesilovače, základní vlastnosti zesilovačů - zesílení, kmitočtové pásmo, šum, zkreslení, fázová charakteristika apod., operačním zesilovače, jejich vlastnosti a základní zapojení.

8. Číslicové obvody 1, logické funkce, reprezentace dat, přehled technologií, kombinační a sekvenční obvody

9. Číslicové obvody 2, řada číslicových obvodů 74XXX, příklady kombinačních i sekvenčních obvodů, programovatelná logická pole

10. Číslicové/analogové a analogově/číslicové převodníky, principy funkce, rozlišení, přesnost, vzorkovací teorém, aplikace

11 Praktikum zaměřené na základní elektronické přístroje - multimetry, generátory, osciloskopy, zdroje napájecího napětí, čítače, měřiče impedance apod. Seznámení s přístroji, nastavení parametrů a jejich ověření, měření pasivním elektronických prvků různými přístroji

12. Praktikum zaměřené na polovodičové prvky - měření VA charakteristik křemíkových a germaniových diod, Zenerových diod, měření charakteristik bipolárních tranzistorů, měření dob zpoždění bipolárních a unipolárních tranzistorů v lineárním a saturovaném režimu

13. Měření operačních zesilovačů - zesílení, rozkmit signálu, šířka pásma pro různá zesílení, rychlosti přeběhu apod

Osnova cvičení:

Odvození a výpočty obvodů doplňující přednášky, elektronická praktika (viz. body 11., 12., 13.).

Cíle studia:

Znalosti:

Základní znalosti pasivních i aktivních elektronických prvků, přístrojů pro měření a diagnostiku v elektronice.

Schopnosti:

Aplikovat získané znalosti ve své odborné praxi, být schopni navrhnout a realizovat jednoduché analogové i číslicové elektronické obvody.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. Frisch H.: Základy elektroniky a elektronických obvodů, SNTL, Praha 1987.

Doporučená literatura:

2. Hiršl P.: Základy elektroniky, skriptum ČVUT v Praze, 1989.

Studijní pomůcky:

Elektronická laboratoř KJR využívaná pro elektronická praktika.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

	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
Út
St
Čt	místnost VH:L145 Kropík M. 14:00–17:50 (přednášková par. 1) Trója, těžké laboratoře, V Holešovičkách 2 elektronická laboratoř KJR
Pá

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzikální inženýrství - Fyzika plazmatu a termojaderné fúze (volitelný předmět)
• Jaderná a částicová fyzika (volitelný předmět)
• Jaderné inženýrství - Jaderné reaktory (volitelný předmět)
• Jaderná a částicová fyzika (volitelný předmět)
• Fyzikální inženýrství - Fyzika plazmatu a termojaderné fúze (volitelný předmět)