Moodle FEL ČVUT
CAD a mikrovlnné obvody
B241 - Zimní 2024/2025
CAD a mikrovlnné obvody - A2M17CAD
| Kredity | 6 |
| Semestry | zimní |
| Zakončení | zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | čeština |
| Rozsah výuky | 2+2c |
Anotace
Cílem předmětu je seznámení studentů s principy a technikami využívanými v moderních mikrovlnných obvodech, stejně jako se základními metodami návrhu takových obvodů a systémů. Předmět poskytuje základní přehled o nejdůležitějších prvcích a detailní poznatky o návrhu vybraných obvodů, které si každý student osvojí v průběhu cvičení při jejich samostatném návrhu. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A2M17CAD
Cíle studia
Seznámení s principy a technikami využívanými v moderních mikrovlnných obvodech, stejně jako se základními metodami návrhu takových obvodů a systémů.
Osnovy přednášek
1.Úvod - mikrovlnná technika, specifické jevy, elektrický obvod jako prostředí vedoucí vlny
2.Vlny na vedení, stojaté vlny, důsledky impedančního nepřizpůsobení, úzkopásmové přizpůsobení
3.Širokopásmové přizpůsobení, Fanova mez, přizpůsobovací obvod jako frekvenční filtr
4.Přizpůsobení vícebranu, stabilita dvojbranu, návrh zesilovacího stupně s tranzistorem
5.Reálná vedení využívaná v MIO, zejména mikropásková a koplanární
6.Diskontinuity na vedení
7.Vázaná vedení, odbočnice
8.Děliče výkonu, směrové vazební členy
9.Optimalizace elektrických obvodů, kriteriální funkce, optimalizační metody lokální a globální
10.Základní metody analýzy nelineárních mikrovlnných obvodů, harmonická rovnováha
11.Metody pro analýzu elektromagnetických polí v mikrovlnných obvodech a systémech, frekvenční oblast
12.Analýza elektromagnetických polí v časové oblasti (FDTD, FETD)
13.Optoelektronické obvody
14.Moderní trendy (MEMS, metamateriály)
2.Vlny na vedení, stojaté vlny, důsledky impedančního nepřizpůsobení, úzkopásmové přizpůsobení
3.Širokopásmové přizpůsobení, Fanova mez, přizpůsobovací obvod jako frekvenční filtr
4.Přizpůsobení vícebranu, stabilita dvojbranu, návrh zesilovacího stupně s tranzistorem
5.Reálná vedení využívaná v MIO, zejména mikropásková a koplanární
6.Diskontinuity na vedení
7.Vázaná vedení, odbočnice
8.Děliče výkonu, směrové vazební členy
9.Optimalizace elektrických obvodů, kriteriální funkce, optimalizační metody lokální a globální
10.Základní metody analýzy nelineárních mikrovlnných obvodů, harmonická rovnováha
11.Metody pro analýzu elektromagnetických polí v mikrovlnných obvodech a systémech, frekvenční oblast
12.Analýza elektromagnetických polí v časové oblasti (FDTD, FETD)
13.Optoelektronické obvody
14.Moderní trendy (MEMS, metamateriály)
Osnovy cvičení
1. Úvod, problémy způsobené konečnými rozměry obvodů - a jak jich lze naopak využít.
2. (Stojaté) vlny na vedení, transformace impedance úsekem vedení, návrh přizpůsobení pomocí úseků vedení.
3. Seznámení s návrhovým systémem. Přidělení individuálních zadání.
4. Návrh širokopásmového přizpůsobení - analytický, optimalizace.
5. Návrh jednostupňového tranzistorového zesilovače se stabilním tranzistorem - vf. část
6. Návrh napájecích obvodů zesilovače.
7. Návrh motivu zesilovače v planární struktuře.
8. Dokončení samostatné práce na zadání č. 1.
9. Porovnání optimalizačních metod
10. Návrh - samostatná práce č. 2.
11. Návrh - samostatná práce č. 2.
12. Simulátory pole.
13. Simulování optoelektronických obvodů
14. Odevzdání prací. Vyhodnocení, zápočet
2. (Stojaté) vlny na vedení, transformace impedance úsekem vedení, návrh přizpůsobení pomocí úseků vedení.
3. Seznámení s návrhovým systémem. Přidělení individuálních zadání.
4. Návrh širokopásmového přizpůsobení - analytický, optimalizace.
5. Návrh jednostupňového tranzistorového zesilovače se stabilním tranzistorem - vf. část
6. Návrh napájecích obvodů zesilovače.
7. Návrh motivu zesilovače v planární struktuře.
8. Dokončení samostatné práce na zadání č. 1.
9. Porovnání optimalizačních metod
10. Návrh - samostatná práce č. 2.
11. Návrh - samostatná práce č. 2.
12. Simulátory pole.
13. Simulování optoelektronických obvodů
14. Odevzdání prací. Vyhodnocení, zápočet
Literatura
[1] Škvor, Z.: CAD pro VF techniku. Skripta ČVUT, Praha 1998
[2] Gupta, K.C., Garg, R., Chadha, R.: Computer-Aided Design of Microwave Circuits. Artech House, Dedham 1981
[2] Gupta, K.C., Garg, R., Chadha, R.: Computer-Aided Design of Microwave Circuits. Artech House, Dedham 1981
Požadavky
https://moodle.fel.cvut.cz/