Jste zde

17PBBEO - Elektronické obvody

Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
17PBBEO Z,ZK 4 2+2 česky
Podmínkou zápisu předmětu je dřívější úspěšné absolvování předmětů:
Teoretická elektrotechnika (17PBBTEL)
Předmět je ekvivalentem v KFS pro:
17KBBEO
Přednášející:
Jan Uhlíř (gar.)
Cvičící:
Jan Uhlíř (gar.), Martin Pokorný
Předmět zajišťuje:
katedra biomedicínské techniky
Anotace:

Předmět přináší základní orientaci v principech elektronických obvodů, které jsou využívány v elektronických přístrojích. Vytváří předpoklad pro kvalifikovanou obsluhu analogové i číslicové přístrojové techniky. Obsahové zaměření: operační zesilovač, operační zesilovače v lineárních a nelineárních sítích, komparátory, elektronické spínače, principy D/A převodníků, obvody s více elektrickými stavy, bistabilní a monostabilní klopné obvody, generátory signálů, relaxační astabilní obvody RL, RC, RLC, logické členy, obvodové principy realizace kombinačních funkcí, obvodové principy pro realizaci sekvenčních funkcí, základní elektrické parametry systémů s logickými obvody a metodika syntézy logických systémů.

Požadavky:

Veškeré požadavky na zápočet a zkoušku jsou uvedeny na www stránce http://amber.feld.cvut.cz/17bbeo/.

Osnova přednášek:

1. Zesilovač ? zesílení napětí, proudu, výkonu, střídavá a stejnosměrná vazba, frekvenční závislost ? širokopásmový a selektivní zesilovač ? mezní kmitočty, napájení zesilovače ? účinnost, zpětná vazba ? kladná, záporná, vliv ZV na parametry zesilovače.

2. Operační zesilovač ? ideální obvodový element, limitní podmínky zesilovače s velkým, zesílením a zápornou zpětnou vazbou, základní struktury zesilovačů s ideálním OZ ? výpočty zesílení, sumační a diferenční zesilovač, integrátor, speciální zapojení.

3. Reálný operační zesilovač ? statické parametry: omezený rozkmit výstupního napětí, ofset, konečné zesílení, přenos souhlasné složky, vstupní a výstupní odpor

4. Reálný operační zesilovač ? dynamické parametry: frekvenční závislost, zpětnovazební stabilita, doba přeběhu.

5. Napájecí zdroje stejnosměrného napětí ? baterie, akumulátory, usměrňovače, měniče, typy a kapacita chemických primárních zdrojů, typy a vlastnosti akumulátorů, napětí jednotlivých článků, specifika podmínek pro nabíjení, spojitě pracující usměrňovač, jednočinný a dvojčinný diodový usměrňovač.

6. Napájecí zdroje stejnosměrného napětí ? spínaný zdroj, dvojčinný střídač, induktorový měnič (flayback), spínaný měnič stejnosměrného napětí (invertující, snižující, zvyšující), nábojová pumpa.

7. Komparátor ? základní parametry, elektronický obvod komparátoru, reálný operační zesilovač jako komparátor, reálný operační zesilovač s kladnou zpětnou vazbou, bistabilní a astabilní obvod, generátor tvarových kmitů, sinusový oscilátor LC a RC, napětím řízený oscilátor.

8. Logická funkce kombinační a sekvenční, formy zápisu kombinační a sekvenční funkce, algebra logických funkcí, logické členy.

9. Integrované polovodičové logické členy, elementární logické členy NAND, NOR, integrované logické funkce (binární sčítačka, dekodér, registr, čítač, posuvný registr), integrované obvody, elektrické parametry (reprezentace logických stavů, vstupní a výstupní parametry).

10. Polovodičové paměti ? formát uložených dat, kapacita čipu a paměťového bloku, adresový a časový přístup k uloženým datům, rozložení paměťových buněk, princip uložení dat ? paměťová buňka permanentní, kvazipermanentní, volatilní statická a dynamická.

11. Řetězec pro číslicový přenos a zpracování analogových signálů, diskretizace v čase, vzorkovací kmitočet, aliasing, kvantizace, kvantizační chyba, kvantizační šum, reprezentace čísel (nezáporná celá, celá záporná a kladná, pohyblivý řád), rekonstrukce analogového signálu z číslicových dat.

12. Základní principy A/D a D/A převodu, odporový D/A převodník, D/A převodník PWM.

13. Aproximační převodníky A/D paralelní, sledovací, s postupnou aproximací, integrační převodník s dvojí integrací, s vyrovnáváním náboje (VCO) sigma-delta.

14. Rezerva, opakování

Osnova cvičení:

1. Opakování ze základů teoretické elektrotechniky - obvodové veličiny, prvky, základní zákony.

2. Zesilovač - zesílení napětí, proudu, výkonu, frekvenční závislost, napájení, zpětná vazba .

3. Operační zesilovač - ideální obvodový element, základní struktury zesilovačů, výpočet zesílení, integrátor.

4. Reálný operační zesilovač - statické a dynamické parametry.

5. Napájecí zdroje stejnosměrného napětí - baterie, akumulátory, usměrňovače, měniče.

6. Napájecí zdroje stejnosměrného napětí - spínané zdroje a měniče, nábojová pumpa.

7. Komparátor - parametry, použití OZ, klopné obvody, generátory, oscilátory, VCO.

8. Logické funkce kombinační a sekvenční - formy zápisu, algebra, logické členy.

9. Integrované logické členy - elementární členy NAND a NOR, integrované logické funkce, el. parametry.

10. Polovodičové paměti - formát dat, kapacita, přístup k datům, princip uložení dat.

11. Řetězec pro číslicový přenos a zpracování signálů - vzorkování, kvantování, rekonstrukce.

12. Základní principy A/D a D/A převodu - převodníky A/D a D/A, princip, realizace.

13. Rezerva, opakování, zápočet.

Cíle studia:

Cílem předmětu Elektronické obvody je ukázat: základní výběr elementárních elektronických obvodů a funkčních bloků, vlastnosti těchto obvodů, kdy a jak plní očekávané funkce, které z obvodů se při daném pouľití mohou osvědčit nejlépe, jaké úpravy jsou nevhodné nebo dokonce katastrofické, jaké a jak je vhodné dílčí obvody spojovat, jak ověřovat funkci navržené kombinace.

Studijní materiály:

[1] Neumann, P. ? Uhlíř, J.: Elektronické obvody a funkční bloky 1., Praha: Vydavatelství ČVUT, 2005, 279 s., ISBN 80-01-03281-7

[2] Internetová podpora k procvičení látky:

http://hippo.feld.cvut.cz/vyuka/eo2/prikl1/prikl1.htm

http://noel.feld.cvut.cz/vyu/eos/

[3] Havlíček, V. - Pokorný, M. - Zemánek, I.: Elektrické obvody 1, Vydavatelství ČVUT Praha 2005, vydání 1., 289 s., ISBN 80-01-03299-X.

[4] Vedral, J. - Fischer, J.: Elektronické obvody pro měřicí techniku, Vydavatelství ČVUT, Praha 1999, vydání 2., 340 s., ISBN 80-01-02966-2.

Poznámka:
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Materiály ke stažení:

Přednášky - odkaz: 

Přehled témat přednášek podrobněji 17PBBEO v ZS1617 | http://amber.feld.cvut.cz/17bbeo/files/BBEO16-17-osnova.pdf