Elektronické obvody II

ELEKTRONICKÉ OBVODY II

Předmět magisterského studia, navazuje na Elektronické obvody z bakalářského studia

Vyučován v 1. semestru magisterského studia

4 kredity, rozsah 2+1+1, celkem 80 hodin

rozpis výuky

přehled látky

podmínky zápočtu

literatura

Rozpis výuky

téma	hodin	přednášky (P)	numerická cvičení (NC)	laboratorní cvičení (LC)
1	2	Operační zesilovače. Třídění, vlastnosti.
2	2		Praktické zásady návrhů a výpočtů v obvodech s OZ
3	2	Operační zesilovače VFA. Princip, vlastnosti, aplikace, komerční typy.
4	2			Simulace obvodů s operačními zesilovači.
5	2	Proudové konvejory CCII. Princip, vlastnosti.
6	2		Výpočty v obvodech s VFA a CCII.
7	2	Operační zesilovače CFA. Princip, vlastnosti, aplikace, komerční typy.
8	2			Ověřování základních vlastností OZ.
9	2	Zesilovače OTA. Princip, vlastnosti, aplikace, komerční typy.
10	2		Výpočty v obvodech s integrovanými zesilovači.
11	2	Buffery. Princip, vlastnosti, aplikace, komerční typy.
12	2			Zesilovače s OZ.
13	2	Aktivní filtry s OZ typu „continuous-time“. Komerčně dostupné bloky, zásady použití.
14	2		Návrh aktivního filtru.
15	2	Aktivní filtry s OZ typu „continuous-time“. Komerčně dostupné bloky, zásady použití.
16	2			Aktivní kmitočtový filtr.
17	2	Filtry se spínanými kapacitory – princip. Komerčně dostupné bloky, zásady použití.
18	2		SC filtry.
19	2	Napěťové reference, princip, vyráběné typy, aplikace.
20	2			Počítačová simulace vlastností napěťové reference REF-01.
21	2	Komparátory integrované a s OZ. Princip, vlastnosti, aplikace.
22	2		Komparátory.
23	2	Speciální typy zesilovačů.
24	2			AKO a generátory signálů s OZ.
25	2	Tvarovače, okrajovače, funkční měniče – klasifikace, základní pojmy.
26	2		Tvarovače signálu.
27	2	Přesné operační usměrňovače. Převodníky RMS-DC.
28	2			Operační usměrňovače.
29	2	Přesné aproximační a parametrické funkční měniče. Univerzální integrované obvody na tomto principu.
30	2		Integrované funkční měniče.
31	2	Moderní principy oscilátorů RC a obvodů DDS.
32	2			Oscilátory ARC.
33	2	Analogové násobičky a aplikační a konstrukční zásady pro integrované násobičky.
34	2		Aplikace analogové násobičky.
35	2	Analogové spínače, multiplexery a demultiplexery. Elektronické střídače. Aplikace.
36	2			Spínané aplikace.
37	2	Obvody SH. Obvodové realizace, komerční typy. Špičkové usměrňovače.
38	2		Spínané aplikace.
39	2	Fázový závěs (PLL), komerční typy, aplikace.
40	2			Zápočtové cvičení.

Přehled látky

1	Klasifikace operačních zesilovačů, základní charakteristika jednotlivých typů.
2	Základní statické parametry operačního zesilovače.
3	Statická převodní charakteristika VFA, souvislost se způsobem napájení OZ.
4	Základní dynamické parametry operačního zesilovače.
5	Standardní průběh kmitočtové charakteristiky VFA. Číselné hodnoty pro IO typu 741, resp. 1458.
6	Operační zesilovače VFA. Princip, vlastnosti.
7	Proudové konvejory CCII. Princip, vlastnosti.
8	Operační zesilovače CFA. Základní vlastnosti.
9	Transimpedanční operační zesilovače. Princip, vlastnosti.
10	Zesilovače OTA. Princip, vlastnosti.
11	Buffery. Princip, vlastnosti.
12	Základní neinvertující a invertující zapojení VFA. Vzorce pro výpočet stejnosměrného zesílení.
13	Vliv zpětné vazby na kmitočtovou charakteristiku VFA v neinvertujícím zapojení.
14	Vliv zpětné vazby na kmitočtovou charakteristiku CFA v neinvertujícím zapojení.
15	Součtové a rozdílové zesilovače.
16	Způsoby nesymetrického napájení OZ (použití jediného napájecího zdroje).
17	Konstrukční zásady při práci s obvody s OZ.
18	Aktivní filtry s OZ – klasifikace.
19	Aktivní filtry 2. řádu.
20	Podstata návrhu aktivních filtrů Brutonovou transformací.
21	Dvojný kapacitor: podstata, možnosti realizace.
22	Filtry se spínanými kapacitory – princip.
23	Neinvertující a invertující komparátory s OZ. Princip posouvání komparačních úrovní.
24	Základní statické a dynamické parametry komparátorů.
25	Integrovaný komparátor 111 – blokové schéma, základní varianty zapojení.
26	Hystereze v komparátoru – vysvětlení, důvody zavádění.
27	Zapojení neinvertujícího komparátoru s hysterezí. Výpočet hystereze.
28	Zapojení invertujícího komparátoru s hysterezí. Výpočet hystereze.
29	Zapojení AKO s jedním operačním zesilovačem. Popis funkce, časové průběhy.
30	Zapojení generátoru obdélníkového a pilovitého signálu se dvěma OZ. Popis funkce, časové průběhy.
31	Tvarovače, okrajovače, funkční měniče – klasifikace, základní pojmy.
32	Přesné operační usměrňovače: jednocestný usměrňovač. Popis funkce, návrhové vztahy.
33	Přesné operační usměrňovače: dvoucestný usměrňovač jako rozšíření jednocestného usměrňovače. Popis funkce, návrhové vztahy.
34	Přesné operační usměrňovače: dvoucestný usměrňovač s minimálním počtem přesných rezistorů. Popis funkce, návrhové vztahy.
35	Přesné aproximační funkční měniče s OZ – konkávní funkční závislosti. Schéma, popis funkce.
36	Přesné aproximační funkční měniče s OZ – konvexní funkční závislosti. Schéma, popis funkce.
37	Přesné aproximační funkční měniče s OZ – nemonotónní funkční závislosti. Schéma, popis funkce.
38	Parametrické funkční měniče s OZ. Princip logaritmického a exponenciálního zesilovače.
39	Univerzální integrovaný funkční měnič AD538. Blokové schéma, základní doporučená zapojení.
40	Oscilátory s OZ – klasifikace a vlastnosti. Definice THD.
41	Zpětnovazební oscilátory – oscilační podmínka, podmínka nasazení kmitů.
42	Oscilátor s Wienovým článkem. Zapojení, vlastnosti. Návrhové vztahy. Způsob přelaďování kmitočtu.
43	Oscilátor s T-článkem. Zapojení, vlastnosti. Návrhové vztahy. Způsob přelaďování kmitočtu.
44	Oscilátor s malým THD, využívající filtrace aktivní dolní propustí 2. řádu. Zapojení, princip.
45	Analogové násobičky. Princip jednokvadrantového, dvoukvadrantového a čtyřkvadrantového násobení.
46	Aplikace analogové násobičky: násobič kmitočtu, kvadrátor, modulátor a demodulátor AM.
47	Obvody s analogovými spínači: klasifikace.
48	Analogové spínače: základní druhy, statické a dynamické parametry.
49	Multiplexery a demultiplexery: princip, aplikace.
50	Zesilovače s číslicově řízeným ziskem: varianty se spínači v přímé a zpětnovazební cestě OZ.
51	Multiplexery s OZ.
52	Demultiplexery s OZ.
53	Elektronické střídače: princip, příklad obvodové realizace.
54	Obvody SH: princip funkce, základní parametry, příklad použití.
55	Příklady obvodových realizací obvodů SH.
56	Špičkové usměrňovače: druhy, princip.

Podmínky udělení zápočtu a bodové hodnocení

1	Minimálně 70-ti procentní účast na všech formách výuky, tj. max. 12 omluvených absencí.
2	Změření všech laboratorních úloh nejpozději do termínu, který stanoví vyučující.
3	Odevzdání úplných pracovních laboratorních sešitů nejpozději do termínu, který stanoví vyučující.

Poznámka: ve zvlášť výjimečných případech může vyučující stanovit náhradní podmínky udělení zápočtu namísto bodu 1.

Práce v laboratořích

1 Laboratorní cvičení (LC) bezprostředně navazují na předchozí numerická cvičení (NC). V NC se teoreticky navrhne dané zařízení a v následném LC se realizuje. Podmínkou úspěšného absolvování LC je tedy účast na předchozím NC.

2 Klasické laboratorní protokoly se nevypracovávají, student si však vede pracovní sešit podle pokynů učitele. Hodnocení úrovně sešitu je součástí celkového bodového hodnocení studenta.

Bodové hodnocení

Během semestru může student získat od 0 do 40 bodů, z toho: do 20 bodů za testy, do 10 bodů za aktivitu v hodinách, do 10 bodů za pracovní sešit.

Za teoretickou (písemnou) zkoušku je do 30 bodů, za praktickou zkoušku je do 30 bodů.

Celkem lze získat v předmětu od 0 do 100 bodů, které jsou konvertovány v známku dle stupnice ECTS:

body	kód	známka	slovně
0-49	F	4	nevyhověl
50-59	E	3	dobře
60-69	D	2-	velmi dobře mínus
70-79	C	2	velmi dobře
80-89	B	1-	výborně mínus
90-100	A	1	výborně

Literatura a studijní pomůcky

BIOLEK, D. Analogové elektronické obvody. Hybridní studijní texty. Nesetrvačné obvody s operačními zesilovači. FEKT VUT Brno, 2015, 74 s.

BIOLEK, D. a kol. Elektronické obvody I. Učebnice, U-2299, UO Brno, 2006, 320s.

BIOLEK, D. Řešíme elektronické obvody aneb kniha o jejich analýze. BEN, Technická literatura, 2004.