Moodle FEL ČVUT
Elektronické obvody 2
B241 - Zimní 2024/2025
Elektronické obvody 2 - B2B31EO2
| Kredity | 4 |
| Semestry | zimní |
| Zakončení | zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | čeština |
| Rozsah výuky | 2P+2L |
Anotace
Předmět navazuje na předmět Elektronické obvody 1. Představuje vícetranzistorové zesilovací stupně a základní aplikace v oblasti elektronických systémů. Studenti se seznámí s metodami návrhu operačních sítí včetně nelineárních aplikací s ohledem na reálné vlastnosti operačních zesilovačů. Dále jsou představeny principy funkce a parametry výkonových
zesilovačů, lineárních stabilizátorů, spínaných zdrojů a D/A a A/D převodníků, včetně možných obvodových realizací.
zesilovačů, lineárních stabilizátorů, spínaných zdrojů a D/A a A/D převodníků, včetně možných obvodových realizací.
Cíle studia
None
Osnovy přednášek
1. Úvod do vícetranzistorových zapojení: darlingtonovo zapojení, rozdílový zesilovač, vlastnosti a použití.
2. Kombinované stejnosměrně vázané stupně: SC-SB, kaskodové zapojení, Millerův efekt.
3. Vnitřní struktury elektronických systémů: proudové zdroje, dynamická zátěž - princip činnosti, použití ve strukturách zesilovačů, výpočet parametrů. Vliv teploty, šumové vlastnosti.
4. Behaviorální modely obvodových struktur: statické a dynamické parametry, včetně chybových, využití pro analýzu reálných obvodů. Možnosti měření parametrů OZ.
5. Vliv reálných vlastností OZ na chování operačních sítí, výpočet mezních parametrů pro přesné aplikace, dosahované parametry současné součástkové základny.
6. Nelineární obvodové struktury a identifikace jejich parametrů, aplikace řízených zesilovačů, modulátorů, směšovačů, zesilovače absolutní hodnoty.
7. Řízené spínače: možnosti realizace, použití - diodové usměrňovače, spínání akčních členů včetně indukční zátěže, konstrukce analogového spínače, zapojení a analýza vlastností invertoru pro digitální obvody.
8. Výkonové zesilovače - definice parametrů, třídy činnosti, charakteristické vlastnosti, možnosti realizace, odvození základních parametrů zesilovače ve třídě AB.
9. Výkonový zesilovač ve třídě D, princip funkce, základní vlastnosti, možnosti a specifika realizace, dosahované parametry, porovnání s třídou AB.
10. Lineární stabilizátory napětí a proudu - princip, vlastnosti zpětnovazebních stabilizátorů, možnosti realizace, rozbor parametrů.
11. Spínané zdroje: princip funkce, typická zapojení DC-DC měničů a jejich vlastnosti, volba obvodových prvků, problémy realizace, možnosti simulace a měření.
12. Referenční zdroje, D/A převodníky, obvodová zapojení, princip funkce, vlastnosti, dosahované parametry.
13. Sigma-Delta modulátor, A/D převodníky - principy, obvodová realizace, vlastnosti, porovnání parametrů.
2. Kombinované stejnosměrně vázané stupně: SC-SB, kaskodové zapojení, Millerův efekt.
3. Vnitřní struktury elektronických systémů: proudové zdroje, dynamická zátěž - princip činnosti, použití ve strukturách zesilovačů, výpočet parametrů. Vliv teploty, šumové vlastnosti.
4. Behaviorální modely obvodových struktur: statické a dynamické parametry, včetně chybových, využití pro analýzu reálných obvodů. Možnosti měření parametrů OZ.
5. Vliv reálných vlastností OZ na chování operačních sítí, výpočet mezních parametrů pro přesné aplikace, dosahované parametry současné součástkové základny.
6. Nelineární obvodové struktury a identifikace jejich parametrů, aplikace řízených zesilovačů, modulátorů, směšovačů, zesilovače absolutní hodnoty.
7. Řízené spínače: možnosti realizace, použití - diodové usměrňovače, spínání akčních členů včetně indukční zátěže, konstrukce analogového spínače, zapojení a analýza vlastností invertoru pro digitální obvody.
8. Výkonové zesilovače - definice parametrů, třídy činnosti, charakteristické vlastnosti, možnosti realizace, odvození základních parametrů zesilovače ve třídě AB.
9. Výkonový zesilovač ve třídě D, princip funkce, základní vlastnosti, možnosti a specifika realizace, dosahované parametry, porovnání s třídou AB.
10. Lineární stabilizátory napětí a proudu - princip, vlastnosti zpětnovazebních stabilizátorů, možnosti realizace, rozbor parametrů.
11. Spínané zdroje: princip funkce, typická zapojení DC-DC měničů a jejich vlastnosti, volba obvodových prvků, problémy realizace, možnosti simulace a měření.
12. Referenční zdroje, D/A převodníky, obvodová zapojení, princip funkce, vlastnosti, dosahované parametry.
13. Sigma-Delta modulátor, A/D převodníky - principy, obvodová realizace, vlastnosti, porovnání parametrů.
Osnovy cvičení
1. Úvod. Pracovní bod tranzistorového stupně a jeho stabilizace - počítačová simulace.
2. Výpočet parametrů zesilovače s bipolárním tranzistorem.
3. Laboratorní cvičení - měření parametrů jednostupňového zesilovače s bipolárním tranzistorem.
4. Rozdílový stupeň, kaskoda - výpočet a počítačová analýza základních parametrů.
5. Laboratorní měření parametrů rozdílového zesilovače.
6. Laboratorní měření parametrů operačního zesilovače.
7. Analýza a laboratorní měření operačního usměrňovače.
8. Laboratorní měření parametrů výkonového audio-zesilovače.
9. Laboratorní měření parametrů zesilovače pracujícího ve třídě D.
10. Výpočet a počítačová analýza parametrů ZV lineárního stabilizátoru.
11. Laboratorní měření parametrů lineárních stabilizátorů.
12. Analýza zvyšujícího a snižujícího DC/DC měniče.
13. Laboratorní měření parametrů spínaných zdrojů.
14. Konzultace, zápočet.
2. Výpočet parametrů zesilovače s bipolárním tranzistorem.
3. Laboratorní cvičení - měření parametrů jednostupňového zesilovače s bipolárním tranzistorem.
4. Rozdílový stupeň, kaskoda - výpočet a počítačová analýza základních parametrů.
5. Laboratorní měření parametrů rozdílového zesilovače.
6. Laboratorní měření parametrů operačního zesilovače.
7. Analýza a laboratorní měření operačního usměrňovače.
8. Laboratorní měření parametrů výkonového audio-zesilovače.
9. Laboratorní měření parametrů zesilovače pracujícího ve třídě D.
10. Výpočet a počítačová analýza parametrů ZV lineárního stabilizátoru.
11. Laboratorní měření parametrů lineárních stabilizátorů.
12. Analýza zvyšujícího a snižujícího DC/DC měniče.
13. Laboratorní měření parametrů spínaných zdrojů.
14. Konzultace, zápočet.
Literatura
1. Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith: Microelectronic Circuits, Oxford University Press, 6. vydání, 2009, ISBN 9780195323030.
2. Dostál J.: Operational amplifiers, Butterworth-Heinemann, 1993, ISBN 978-0750693172
3. Pressman A., Billings K.: Switching Power Supply Design, 3rd Ed., McGraw-Hill 2009, SBN 978-0071482721
4. Maloberti, F.: Data Converters. Springer, U. S., 2007
2. Dostál J.: Operational amplifiers, Butterworth-Heinemann, 1993, ISBN 978-0750693172
3. Pressman A., Billings K.: Switching Power Supply Design, 3rd Ed., McGraw-Hill 2009, SBN 978-0071482721
4. Maloberti, F.: Data Converters. Springer, U. S., 2007
Požadavky
None