Obvodové techniky

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra měření

Anotace:

Studenti se seznámí se základními typy obvodů a konstrukčních bloků číslicových přístrojů a zařízení. Důraz je kladen na návaznosti jednotlivých obvodů z hlediska přesnosti u analogových resp. analogově-číslicových obvodů.

1. Struktura číslicových měřicích přístrojů a generátorů signálu

2. Přímo vázané zesilovače a útlumové články

3. Izolační a modulační zesilovače

4. Obvody pro převod střední a efektivní hodnoty, detektory špiček

5. Obvody pro kmitočtovou úpravu signálu, oscilátory, směšovače

6. Referenční zdroje napětí a proudu, sinusové a funkční generátory

7. Návrh řetězců a kanálů analogových bloků - úrovně signálu, linearita, rušení

8. Spínací a vazební obvody

9. Časová a amplitudová diskretizace signálu, vzorkovače, chyby

10. Pokročilé analogově-číslicové převodníky

11. Číslicově-analogové převodníky, rekonstrukce signálu

12. Číslicové obvody pro měření kmitočtu a fáze, fázová synchronizace, přímá číslicová syntéza

13. Obvody pro realizaci rozhraní pro připojení ke sběrnicím

14. Návrh analogové a číslicové části z hlediska vlastního vyzařování a odolnosti proti rušení

Laboratorní cvičení první části semestru probíhají na vhodných univerzálních přípravcích, umožňujícím studentům pracovat s HW efektivním a zároveň tvůrčím způsobem. Ve druhé části semestru budou laboratorní cvičení řešena formou individuálního projektu, jehož obsahem je návrh a realizace modelu bloku analogového předzpracování signálu a porovnání jeho vlastností s profesionálním výrobkem.

Požadavky:

Zkouška, docházka na cvičení, odevzdání lab. protokolů.

Osnova přednášek:

1. Struktura číslicových měřicích přístrojů a generátorů signálu

2. Přímo vázané zesilovače a útlumové články

3. Izolační a modulační zesilovače

4. Obvody pro převod střední a efektivní hodnoty, detektory špiček

5. Obvody pro kmitočtovou úpravu signálu, oscilátory, směšovače

6. Referenční zdroje napětí a proudu, sinusové a funkční generátory

7. Návrh řetězců a kanálů analogových bloků - úrovně signálu, linearita, rušení

8. Spínací a vazební obvody

9. Časová a amplitudová diskretizace signálu, vzorkovače, chyby

10. Pokročilé analogově-číslicové převodníky

11. Číslicově-analogové převodníky, rekonstrukce signálu

12. Číslicové obvody pro měření kmitočtu a fáze, fázová synchronizace, přímá číslicová syntéza

13. Obvody pro realizaci rozhraní pro připojení ke sběrnicím

14. Návrh analogové a číslicové části z hlediska vlastního vyzařování a odolnosti proti rušení

Osnova cvičení:

Vliv souhlasného rušení

Napěťové zesilovače

Rozdílový a přístrojový zesilovač

Zesilovače s jedním napájecím napětím

Zesilovač s ekvipotenciálním stíněním

Integrační a vzorkovací zesilovače

Filtry druhého řádu

Logaritmický a exponenciální zesilovač

Převodníky střední a efektivní hodnoty

Projekt, např. kapacitní snímač výšky hladiny

Cíle studia:

seznámení se základními konstrukčními bloky moderních elektronických přístrojů, schopnost uceleného návrhu elektronického přístroje

Studijní materiály:

Stephan, K.: Analog and Mixed-Signal Electronics, 1st Edition. Wiley 2015, ISBN: 978-1-118-78266-8

Vedral, Svatoš: Analog Signal Processing and Digitization in Measurement. Česká technika, 2020. ISBN: 978-80-01-06717-8

Poznámka:

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/local/kos/pages/course/info.php?code=B3B38OTE1&semester=

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a Robotika 2021 (povinně volitelný předmět)