Elektronika pro informační technologie

• 39 hod. přednášky
• 6 hod. cvičení
• 12 hod. laboratoře
• 8 hod. projekty

• 55 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
• 15 bodů půlsemestrální test (písemná část)
• 18 bodů laboratoře
• 12 bodů projekty

Schopnost analýzy činnosti elektronických obvodů, které mají praktickou návaznost na informační technologie. Znalost bezpečnostních předpisů pro práci s elektrickými zařízeními.

Získat přehled a základy využití vybraných metod pro popis a analýzu činnosti elektronických obvodů s  praktickou návazností na informační technologie. Získat podrobné pokyny a informace o bezpečnosti práce s elektrickými zařízeními. Získat praktické znalosti při práci se základními elektronickými obvody v laboratoři.

I když je software nehmotné podstaty, lidstvo stále ještě nemá jiné prostředky než hmotu, aby svoje myšlenky, úvahy a postupy nějak dokázalo uchovat a realizovat. Systémy, navržené člověkem pro ukládání a zpracování informací, jsou však již tak složité, že musí být velmi miniaturizovány, aby s nimi bylo možno pracovat v lidském měřítku. Protože i tak je stále vše "jen" hmota, potřebujeme síly, kterými by bylo možno přesně manipulovat s velice malými částmi hmoty. Takové síly jsme nalezli v silách elektrického pole, kde dokážeme pomocí chytře navržených obvodů velmi přesně zacílit energii a provést manipulace tak jemné, jako s žádnými jinými známými prostředky. Proto jsou dnes počítače v drtivé většině na elektrické bázi. Pro pochopení činnosti počítačů, jejich možností a omezení nezbývá než poznat základní zákonitosti elektrického pole, elektrických obvodů a principy jejich činnosti, které stojí za návrhem složitějších (zejména číslicových) elektronických obvodů.

Předmět je zařazen do zimního semestru prvního ročníku bakalářského studijního programu. U studentů se proto předpokládají pouze běžné znalosti na úrovni střední školy.

• Blahovec, A.: Elektrotechnika I, II, III, Informatorium, Praha 2000
• Gescheidtová, E.: Základní metody měření v elektrotechnice. Brno, CERM 2000.
• Láníček, R.: ELEKTRONIKA, obvody-součástky-děje, BEN - technická literatura, Praha 1998
• Punčochář, J.: Operační zesilovače v elektronice, BEN - technická literatura, Praha 1999
• Přednášky v provedení PowerPoint

• Murina, M.: Teorie obvodů. Brno, VUTIUM 2000.
• Brančík, L.: Elektrotechnika I. Brno, skripta FEKT VUT.
• Sedláček, J., Dědková, J.: Elektrotechnika I - laboratorní a počítačová cvičení. Brno, skripta FEKT VUT.
• Sedláček, J., Valsa, J.: Elektrotechnika II. Brno, skripta FEKT VUT.
• Murina, M., Sedláček, J.: Elektrotechnika II - počítačová cvičení. Brno, skripta FEKT VUT.
• Horowitz, P., Hill, W.: The art of electronics 3rd edition, Cambridge University Press, 2015.

1. Základní pojmy a veličiny v elektrických obvodech.
2. Ustálený stejnosměrný stav v lineárních elektrických odporových obvodech (Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony)
3. Odporové sítě s jedním a více napájecími  stejnosměrnými zdroji, analýza obvodů pomocí metody zjednodušování 
4. Věty o náhradních zdrojích (Theveninův teorém), metoda smyčkových proudů a uzlových napětí, princip superpozice
5. Obecný matematický popis obvodů RC, RL, RLC.  RC, RL a RLC obvody s napájecími stejnosměrnými zdroji napětí. Přechodové jevy
6. Střídavá napětí a Fourierova řada, řešení RLC obvodů.  RLC obvody v impulsním režimu, kmitočtové filtry
7. Bezeztrátové a ztrátové vedení. Šíření signálů na vedení. Přenos signálů
8. Polovodičové součástky, bipolární technologie, PN přechod, dioda
9. Bipolární tranzistory, tranzistor jako spínač  
10. Unipolární tranzistory, hradla TTL a CMOS (logické úrovně, příkon)
11. Operační zesilovač (ideální) s váhovými odporovými sítěmi. Číslicově-analogový převodník. Analogově-číslicové  převodníky.
12. Přehled důležitých elektronických obvodů (napájecí zdroje, stabilizátory, oscilátory, multivibrátory, bistabilní klopný obvod, Schmittův klopný obvod, časovač, komparátor, vysílač, přijímač). Mikroelektronika, principy výroby integrovaných obvodů
13. Metody pro měření elektrických a neelektrických  veličin. Moderní měřicí technika. Principy a použití číslicových měřících přístrojů

1. Odporové sítě. Praktická zapojení. Editor a simulátor elektrických obvodů připojených na zdroj  stejnosměrného napětí. Audiovizuální ukázky
2. RLC obvody, přechodné děje. Praktická zapojení. Editor a simulátor RLC elektrických obvodů připojených na zdroj střídavého napětí. Audiovizuální ukázky
3. Bipolární technologie, dioda. Praktická zapojení. Audiovizuální ukázky
4. Bipolární technologie, tranzistor. Praktická zapojení. Audiovizuální ukázky
5. A/D a D/A převodníky. Audio-vizuální ukázky práce s profesionálními elektronickými přístroji
6. Přenos signálů. Praktická zapojení. Audiovizuální ukázky

1. Odporové sítě. Praktická zapojení. Editor a simulátor elektrických obvodů připojených na zdroj  stejnosměrného napětí
2. RLC obvody, přechodné děje. Praktická zapojení. Editor a simulátor RLC elektrických obvodů připojených na zdroj střídavého napětí
3. Bipolární technologie, dioda. Praktická zapojení ve stejnosměrných a střídavých obvodech. Měření voltampérové charakteristiky diody
4. Bipolární technologie, tranzistor. Praktická zapojení. Měření voltampérových charakteristik tranzistoru
5. A/D a D/A převodníky. Audio-vizuální ukázky práce s profesionálními elektronickými přístroji
6. Přenos signálů. Praktická zapojení 

Individuální zhodnocení předmětu na vybraných příkladech z oblasti:

1. Metoda smyčkových proudů
2. Metoda uzlových napětí
3. Theveninův teorém
4. Přechodné děje v RLC obvodech

V průběhu semestru je bodově hodnoceno 6 laboratoří (každá za maximálně 3 body), semestrální projekt (max. 12 bodů) a půlsemestrální zkouška (max. 15 bodů). 

Půlsemestrální a semestrální písemná zkouška: Pro získání bodů ze semestrální zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 27 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body. Laboratoře jsou dobrovolné. Pro prezenční účast v laboratoři je nutné mít platné proškolení z vyhlášky 50. Zmeškanou laboratoř lze ve výjimečných případech nahradit ke konci semestru po osobní domluvě s cvičícím (náhradní termín laboratoře, individuální projekt apod.). 

• Získání alespoň 3 bodů ze semestrálního projektu a alespoň 6 bodů z laboratoří.