Elektronické obvody a filtry

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra teorie obvodů

Anotace:

Předmět prohlubuje a sjednocuje znalosti v oboru analogových elektronických obvodů a kmitočtových filtrů. Jeho náplní jsou analytické postupy, které vedou od kompletních modelů analogových struktur IO, přes nutná zjednodušení, k hlubšímu pochopení jejich činnosti. Analýzou dominantních vlivů, které mají na činnost obvodu rozhodující vliv, se získají podklady pro kvalifikovaný návrh konkrétních elektronických obvodů. Dále je proveden úvod do problematiky návrhu a realizace analogových kmitočtových filtrů.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD0M31EOF

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A0M31EOF

Požadavky:

Basic knowledge of electrical and electronic circuits.

Osnova přednášek:

1. Základní třídění elektronických obvodů, možnosti analýzy.

2. Modifikovaná metoda uzlových napětí.

3. Stavební bloky analogových IO, proudová zrcadla, kaskóda, diferenční stupeň s aktivní dynamickou zátěží - podrobný rozbor vlastností.

4. Stejnosměrně vázané stupně, analýza vícestupňového (operačního) zesilovače metodou dělení řetězce.

5. Výkonové stupně, zapojení a rozbor energetických poměrů.

6. Zpětnovazební struktury, proudový a napěťový režim, vlastnosti, stabilita.

7. Kmitočtové vlastnosti lineárních obvodů -- póly póly a nuly přenosových funkcí, porovnání vlastností v časové a kmitočtové oblasti.

8. Kmitočtové filtry, postup návrhu, kmitočtové transformace, normování.

9. Aproximační úloha syntézy filtru. Filtry s maximálně plochou a izoextremální charakteristikou přenosu.

10. Syntéza pasivních LC a aktivních RC filtrů.

11. Oscilátory, řešení ZV článků, možnosti stabilizace amplitudy.

12. Fázový závěs, charakterizace jednotlivých bloků, analýza parametrů.

13. Reálné OS, statické a dynamické chyby.

14. Speciální zapojení s OZ, proudový výstup, oddělovací zesilovače, vzorkovací

obvody.

Osnova cvičení:

1. Programy pro analýzu elektronických obvodů.

2. Analýza jednoduchých obvodů pomocí modifikované metody uzlových napětí.

3. Symbolická a semisymbolická analýza vybraných úloh v programu Maple.

4. Numerická analýza vybraných úloh v programu Spice.

5. Měření laboratorní úlohy, porovnání se simulací.

6. Vlastnosti zpětnovazební struktury - analýza vlivu ZV na kmitočtové vlastnosti a stabilitu soustavy, kmitočtová kompenzace.

7. Kmitočtová a přechodová analýza lineárních obvodů, póly a nuly přenosových funkcí, využití Laplaceovy transformace programu Maple.

8. Úloha na kmitočtovou transformaci a normování.

9. Návrhový systém pro syntézu elektrických filtrů, řešení konkrétního zadání.

10. Aktivní kmitočtový filtr - měření na laboratorním přípravku.

11. Návrh oscilátoru a jeho simulace.

12. Fázový závěs - měření na laboratorním přípravku.

13. Analýza vybraných struktur s OZ.

14. Zápočet.

Cíle studia:

Subject deepens and consolidates knowledge in the field of analog electronic circuits and frequency-selection filters. Analytical procedures are the gist that lead from complete models of analog integrated circuit structures, through the simplification, to a deeper understanding of their characteristic.

Credit is obtained on the basis of a semestral work. The final result is determined by the oral examination.

Studijní materiály:

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

[2] David Johns, Ken Martin: Analog Integrated Circuit Design, Wiley 1996, ISBN 0471144487.

[3] Bičák J., Laipert M., Vlček M.: Lineární obvody a systémy. Monografie ČVUT, Praha 2006.

[4] Schaumann, R., Valkenburg, M.E.V.: Design of Analog Filters. Oxford University Press, 2001

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6c

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A0M31EOF

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: