Analogová elektronika 2

• 26 hod. přednášky
• 6 hod. cvičení
• 13 hod. laboratoře
• 13 hod. pc laboratoře

Absolvent (1) rozumí vybraným především prakticky orientovaným oblastem (s důrazem na návrh) pokročilejší analogové elektroniky. Záběr získaných dovedností se pohybuje od znalosti principů základních tvarovacích a spínacích obvodů, jednoduchým stupňů s tranzistory, komparátorů až po zdroje neharmonických signálů. Absolvent (2) dokáže posoudit vhodnost aktivních součástek, (3) zvolit optimální přístup, topologii, koncept, (4) navrhnout/vypočítat hodnoty obvodových prvků pro specifikaci požadovaných provozních parametrů a (5) ověřit činnost obvodu počítačovou simulací i laboratorně.

Cílem předmětu je seznámit studenty se specifickými oblastmi analogových obvodů se zaměřením na impulzní, spínací, porovnávací a další lineární a nelineární aplikace tranzistorů, operačních zesilovačů a moderních aktivních prvků a směřovat jejich práci především k praktickému využití získaných poznatků.

Jsou požadovány znalosti základů elektrotechniky, elektronických součástek, středoškolské matematiky, základů měření a práce v laboratoři a základů počítačové simulace (OrCAD PSpice, Snap, Matlab). Předmět využívá znalostí získaných v rámci kurzů Elektrotechnika I a II, Elektronické součástky, Měření v elektrotechnice, Elektronické praktikum a Analogová elektronika 1.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

• PUNČOCHÁŘ, J. Operační zesilovače v elektronice. Praha: BEN – technická literatura, 2002.
• TSIRIMOKOU, Georgia, Ahmed ELWAKIL a Costas PSYCHALINOS. Design of CMOS Analog Integrated Fractional-Order Circuits: Applications in Medicine and Biology. Imprint: Springer, 2017. SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering. ISBN 9783319556321.

• BIOLEK, D.; HÁJEK, K.; KRTIČKA, A.; ZAPLATÍLEK, K.; DOŇAR, B. Elektronické obvody I. Brno: Univerzita obrany, 2006.
• VOBECKÝ, J.; ZÁHLAVA, V. Elektronika - součástky a obvody, principy a příklady. Praha: Grada, 2005.

1. Průchod signálu lineární a nelineární soustavou (dvojbrany, časové konstanty, přechodné děje, parametry pravoúhlého signálu)
2. Diodové tvarovače, omezovače a jejich aplikace
3. Praktické vlastnosti základních bipolárních a unipolárních stavebních bloků (proudové zrcadlo, diferenční pár, operační zesilovač)
4. Návrh jednoduchých zesilovacích stupňů s bipolárním a unipolárním tranzistorem (parametry a výpočet pracovního bodu)
5. Bipolární a unipolárních tranzistorové spínače
6. Zásady pro praktickou práci s operačními zesilovači (parazitní jevy a ochranná opatření)
7. Analogové komparátory (vhodné aktivní prvky, typické topologie a návrh)
8. Operační zesilovače ve vybraných aplikačních situacích
9. Diskrétní a integrované klopné obvody (bistabilní, monostabilní a astabilní klopný obvod s tranzistory, NE555, další aktivní prvky)
10. Návrh laditelných jedno a vícefázových oscilátorů
11. Návrh laditelných generátorů neharmonických kmitů
12. Další principy generování signálů (šum, zázněj, nekoherentní a koherentní syntéza - fázový závěs)
13. Moderní aktivní součástky pro návrh analogových obvodů a příklady aplikací

1. Průchod signálu lineární soustavou (odvození vývoje napětí v čase při buzení skokovými změnami napětí) a návrh diodových tvarovačů a omezovačů
2. Výpočty v základních stavebních blocích (zrcadlo, diferenční pár, OZ) a návrh jednoduchých zesilovačů s bipolárním a unipolárním tranzistorem
3. Výpočtový návrh bipolárních a unipolárních tranzistorových spínačů a komparátorů (topologie, prahy)
4. Návrh klopných obvodů a aplikace časovače NE555
5. Přístupy k návrhu harmonických oscilátorů a tvarových generátorů
6. Návrh obvodu fázového závěsu

1. Omezovače a tvarovače signálů
2. Zesilovače s unipolárními tranzistory
3. Měření parametrů tranzistorových spínačů
4. Analogové komparátory a jejich aplikace
5. Diskrétní tranzistorové klopné obvody a časovač NE555
6. Harmonické oscilátory
7. Diskrétní a integrované generátory tvarových průběhů
8. Principy generování vysokofrekvenčních signálů

1. Průchod signálu lineární a nelineární soustavou
2. Omezovače a tvarovače signálů
3. Zesilovače s unipolárními tranzistory
4. Bipolární a unipolární tranzistorové spínače
5. Analogové komparátory
6. Diskrétní a integrované klopné obvody
7. Principy generování signálů I (zdroje harmonických a tvarových kmitů)
8. Principy generování signálů II (RF, šum, syntezátory)

Počítačová cvičení (16 bodů), laboratorní cvičení (16 bodů), průběžný semestrální test (8 bodů), závěrečná zkouška (60 bodů = 50 bodů písemná + 10 bodů nepovinná ústní). 

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači i laboratoře. V předmětu je využíván e-learning.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.