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:
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:

Účast na přednáškách:

Účast na přednáškách není povinná, je však velmi důrazně doporučována. Za účast a sledování přednášky je možno každý týden získat 1 bod tak, že na závěr přednášky budou zveřejněny otázky, na které dala přednáška odpovědi. Odevzdáním písemně správně zodpovězených otázek přednášejícímu získá každý účastník přednášky 1 bod.

Účast na cvičeních a zápočet:

Podmínkou získání zápočtu je účast na minimálně 10 cvičeních (při větší neúčasti je nutná lékařská omluvenka, náhrada?, nutno řešit co nejdříve, na prvním cvičení po neúčasti). Za aktivitu při řešení příkladů na semináři lze získat až 15 bodů za semestr. V 6. týdnu proběhne na cvičení písemný test z aktuální látky, za který lze získat 10 bodů.

Zkouška:

Zkouška proběhne písemnou formou a ústním pohovorem: Každý student dostane list s otázkami z přednášené a procvičované látky. Případně požadované elementární či orientační výpočty mohou vyžadovat pouze kalkulačku. Výsledné hodnocení se skládá z bodového ohodnocení písemné části zkoušky, ze kterého je nutno získat nejméně 20 bodů, dále z bodů získaných v průběhu semestru a z hodnocení semestrální práce. Při ústním pohovoru mohou být body z písemky navýšeny i sníženy.

Výsledné hodnocení se skládá z bodového ohodnocení:

1.písemné části zkoušky (max. 70 bodů)

2.průběžný test (max. 10 bodů)

3.aktivita při řešení příkladů na semináři (max. 15 bodů)

4.za odpovědi na příklady zadané na přednáškách (max. 12 bodů)

Celkem 37 bodů za semestr

Zkouška (písemka)70 bodů (min. 20 bodů)

Stupeň ČVUT A B C D E F

Počet bodů> 90 89-80 79-70 69-60 59-50 < 50

výborněvelmi dobředobřeuspokojivědostatečněnedostatečně

Průběh zkoušky ? písemná část + hodnocení a ústní pohovor:

Seznam otázek bude vydáván postupně s odkazem na jednotlivé přednášky.

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. Zesilovač - zesílení napětí, proudu, výkonu, frekvenční závislost

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

3. Reálný operační zesilovač - statické a dynamické parametry. Parametry nejběžnějších integrovaných operačních zesilovačů. Speciální operační zesilovače.

4. Aplikace integrovaných operačních zesilovačů, katalogové údaje, popis obvodů v přístrojích

5. Napájecí zdroje stejnosměrného napětí - baterie, akumulátory, usměrňovače, stabilizátory, výpočty potřebných parametrů diod, orientace v katalogovývh údajích

6. Napájecí zdroje stejnosměrného napětí - spínané zdroje a měniče, nábojová pumpa. Popis činnosti, vlastnosti integrovaných obvodů z katalogů

7. Komparátor - parametry, použití OZ, komparátor s hysterezí - výpočet, generátory - výpočet, oscilátory - výpočet

8. Logické funkce kombinační - formy zápisu, algebra, logické členy, elementární operace v algebře logických funkcí

9. Logická funkce sekvenční - synchronní a asynchronní činnost sekvenčního obvodu

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

11. Polovodičové paměti - formát dat, kapacita, přístup kdatům, princip uložení dat. Dekódování adresy v poli paměťových čipů

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

13. Základní principy A/D a D/Apřevodu - převodníky A/D a D/A, princip, realizace

14. 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:

Ostatní - odkaz: 

Harmonogram přednášek 17PBBEO v ZS AR 2017/2018 | https://harm.fbmi.cvut.cz/B171/17PBBEO/lec

Harmonogram cvičení 17PBBEO v ZS AR 2017/2018 | https://harm.fbmi.cvut.cz/B171/17PBBEO/tut

Podrobnější informace k jednotlivým částem předmětu 17PBBEO | http://amber.feld.cvut.cz/17bbeo/