Detail předmětu
Analogová technika
FEKT-BPC-ANAAk. rok: 2025/2026
Základní stavební bloky analogových obvodů: pasivní RC a LCR obvody, obvody s diodami a referenčními diodami, s bipolárními a unipolárními tranzistory, operační zesilovače, komparátory.
Další aplikace: lineární a nelineární obvody s operačními zesilovači, aktivní filtry, napájecí zdroje, analogové spínače a vzorkovače/sledovače s pamětí, aplikace komparátorů, generátory harmonických a neharmonických signálů.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
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.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
V každém typu cvičení může student získat až 10 bodů, tzn. za všechny typy cvičení student může získat až 30 bodů.
Účast v počítačových a laboratorních cvičeních je povinná. Řádně omluvená zmeškaná laboratorní či počítačová cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit s jinou skupinou nebo v zápočtovém týdnu.
Cvičení odborného základu, která mají demostrační charakter, jsou dobrovolná. Povinný je je ale na konci semestru test ze znalostí látky probírané ve cvičeních odborného základu. Vlastní zkouška je písemná a student za ni může získat až 70 bodů. Zkouška je zaměřena na orientaci v návrhu základních analogových obvodů a na schopnost analyzovat složitější analogové struktury.
Zápočet: Zápočet společně za všechny druhy cvičení uděluje Ing. David Kubánek, Ph.D.Zápočet z minulého roku bude uznán, pokud bylo hodnocení jednotlivých typů cvičení nenulové a součet bodů ze všech typů cvičení byl minimálně 15. O uznání numerických cvičení je nutno požádat na začátku semestru Ing. Davida Kubánka, PhD.
Vlastní zkouška je písemná a student za ni může získat až 70 bodů. Zkouška je zaměřena na orientaci v návrhu základních analogových obvodů a na schopnost analyzovat složitější analogové struktury.
Učební cíle
Absolvent předmětu bude schopen:
- navrhnout základní analogové bloky s bipolárními a unipolárními tranzistory,
- vysvětlit vnitřní strukturu operačních zesilovačů a dalších analogových integrovaných obvodů,
- navrhnout základní lineární obvody s operačními zesilovači,
- navrhnout požadovanou přenosovou funkci aktivních filtrů,
- znát funkci základních nelineárních obvodů,
- navrhnout obvody s komparátory,
- rozumět aplikacím operačních zesilovačů či komparátorů ve funkčních generátorech, stabilizátorech napětí apod.
Základní literatura
VRBA, K.; KOTON, J. Analogové kmitočtové filtry. Vysoké učení technické v Brně: Nakladatelství VUTIUM, 2023. 91 s. ISBN: 978-80-214-6168-0. (CS)
VRBA, K.; MIŠUREC, J. Technika analogových obvodů. Vysoké učení technické v Brně, Nakladatelství VUTIUM, 2020. 423 s. ISBN: 978-80-214-5901-4. https://dspace.vutbr.cz/handle/11012/195807
Doporučená literatura
RAUT, R.; Swamy, M.N.S.: Modern Analog Filter Analysis And Design, Wiley Verlag, 2005
WINDER , S.: Filter design. Bidless, Oxford 1998
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-AMT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BPC-AUD bakalářský
specializace AUDB-ZVUK , 2 ročník, zimní semestr, povinný
specializace AUDB-TECH , 2 ročník, zimní semestr, povinný - Program BPC-EKT bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BPC-IBE bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BPC-MET bakalářský 0 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BPC-SEE bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program BPC-TLI bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BIT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, volitelný
- Program BIT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Základní stavební bloky analogových obvodů: zapojení s diodami, s referenčními diodami, s bipolárními a unipolárními tranzistory, referenční zdroje napětí a proudu, proudová zrcadla
3. Struktura operačních zesilovačů: diferenční zesilovače, příklady zapojení operačních zesilovačů s bipolárními a unipolárními tranzistory, OTA zesilovače aj.
4. Parametry operačních zesilovačů a jejich vliv na základní zapojení: konečné zesílení, diferenčí a souhlasná vstupní impedance, výstupní impedance, klidové proudy, drift, šum, kmitočtová charakteristika, přechodová charakteristika
5. Lineární obvody s operačními zesilovači: invertující, neinvertující, sčítací a rozdílové zapojení, můstková zapojení, řízené zdroje napětí a proudu, ss referenční zdroje napětí a proudu, integrátor, derivátor, stř. zesilovače
6. Pasivní a aktivní kmitočtové filtry: dolní, horní a pásmové propusti, pásmové nádrže, fázovací články, aproximace kmitočtových charakteristik, návrh filtrů, filtry vyšších řádů
7. Nelineární obvody: horní, dolní a oboustranné diodové omezovače, diodové funkční měniče, logaritmické a exponenciální převodníky, operační usměrňovače
8. Obvody s elektronickými spínači: analogové multiplexery a demultiplexery, zesilovače s přepínatelným zesílením, elektronické střídače, vzorkovače/sledovače s pamětí
9. Napájecí zdroje: výkonové usměrňovače, stabilizátory napětí, integrované stabilizátory, symetrické stabilizátory sledovacího typy
10. Komparátory: parametry, okénkové komparátory, komparátory s hysterezí
11. Generátory: oscilátory, funkční generátory, multivibrátory
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Zdroj konstantního proudu s tranzistorem, proudové zrcadlo, zdroj proudu s FET, zapojení zesilovače SE
3. Návrh jednoduchého diferenčního OZ, invertující zapojení OZ a vliv reálných vlastností OZ na jeho vlastnosti
4. Neinvertující zapojení OZ a jeho vlastnosti, návrh precisního přístrojového zesilovače, precisní zdroj proudu
5. Návrh aktivních filtrů: DP 2. řádu, DP 6. řádu, HP 2. řádu, PP 2. řádu
6. Návrh elektronického střídače, návrh zesilovače s elektronicky přepínatelným zesílením, dvoucestný operační usměrňovač, návrh napájecího zdroje s integrovaným stabilizátorem
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Střídavá analýza a její význam při návrhu analogových obvodů
3. Časová analýza a její význam při návrhu analogových obvodů
4. Citlivostní analýza a její význam při návrhu při návrhu analogových obvodů
5. Modely aktivních prvků, dělení dle úrovně
6. Identifikace chyb v návrhu analogového obvodu
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
3. - 4. Individuální návrh, stavba, oživení a změření diodového funkčního měniče.
5. - 6. Individuální návrh, stavba, oživení a změření obvodů s komparátory.
7. Závěrečné zhodnocení realizovaných úloh
Elearning