APZPB044 Elektronické obvody a systémy

Fyzikální ústav v Opavě
léto 2023
Rozsah
2/2/0. 4 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Daniel Charbulák, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Daniel Charbulák, Ph.D. (cvičící)
Ing. Tomáš Janečka (cvičící)
Garance
RNDr. Daniel Charbulák, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Rozvrh
Pá 9:45–11:20 PU-UF
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
APZPB044/01: Út 18:05–19:40 118, T. Janečka
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(B))
Úspěšné zvládnutí předmětu "Snímače a měření fyzikálních veličin"
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět volně navazuje na základy polovodičových součástek v kurzu „Snímače a měření fyzikálních veličin“ a rozšiřuje téma na navrhování jednoduchých elektronických obvodů. V další části jsou probírány komplexnější analogová a analogově/číslicové elektronická zapojení používaná v měřících a regulačních systémech.
Výstupy z učení
Student by po úspěšném absolvování předmětu měl umět vysvětlit funkci základních polovodičových součástek a s jejich využitím navrhnout a sestavit jednoduché elektronické obvody.
Osnova
  • 1. Diody a diodové usměrňovače. Stabilizace napětí Zenerovou diodou. Bipolární tranzistory, nastavení a stabilizace pracovního bodu jedno-tranzistorového zesilovače. Vlastnosti základních zesilovacích stupňů a jejich řazení ve vícestupňové zesilovače. Zesilovací stupně se stejnosměrnou a střídavou vazbou, aplikace ss, nf a vf. Základní výkonové nf aplikace s tranzistory zesilovače ve třídě A, B, AB. Tranzistorový omezovač. Sériové stabilizátory napětí. Klopné obvody s bipolárními tranzistory - (astabilní, monostabilní).

  • 2. Unipolární tranzistory J FET a MOS FET. Specifika činnosti tranzistorů řízených polem. Charakteristické parametry. Charakteristiky tranzistorů FET. Oblast obohacení a ochuzení. Základní zapojení tranzistorů FET. Výkonové tranzistory FET charakteristika, základní vlastnosti a porovnání s bipolárním tranzistorem, aplikace.

  • 3. Spínací polovodičové součástky s více přechody a jejich VA charakteristiky. Tyristor a triak. Základní vlastnosti, VA charakteristiky. Zapínání a vypínání tyristorů. Základní zapojení a použití.

  • 4. Operační zesilovače (OZ). Základní vlastnosti a parametry ideálního a reálného OZ. Základní zapojení s OZ jako zesilovače, operačního usměrňovače a pro realizaci matematických operací na elektrických signálech (sčítání, odčítání, násobení, dělení, logaritmus). Integrace a derivace a složené funkce. Diferenciální zesilovací stupeň s OZ. Realizace dolní, horní a pásmové propusti.

  • 5. Převodníky analogových a číslicových signálů. Vlastnosti převodníků. Počet kvantovacích hladin, bitová šířka, rozsah, rozlišovací schopnost, přesnost převodníku. Typy používaných kódů. Chyby převodníků. Paralelní převodníky: s proudovým a napěťovým výstupem, s přepínatelnými rezistorovými sítěmi. Sériové převodníky. Převodníky s nepřímým převodem. Převodníky s postupnou komparací. Kompenzační převodníky: sledovací, s postupnou proximací, s vyrovnáním náboje. Integrační převodníky: s mezipřevodem na kmitočet a interval. Speciální převodníky. Převodníky napětí na kmitočet: převodník s MKO a referenčním zdrojem.

Literatura
    povinná literatura
  • Brandštetter P. Elektronika. Skripta VŠB, Ostrava, 1991.
  • Sobotka. Přehled číslicových systému. Praha, 1981.
  • Vrba. Teorie vzájemného převodu. Brno, 2010.
    doporučená literatura
  • Peček Jiří. Elektronika v kostce. BEN, 2002. ISBN 80-86056-80-5.
  • M. Vala. Základy elektrotechniky a elektroniky - úvod do teorie obvodů. Ostravská univerzita, 2002.
  • Láníček Robert. Elektronika, obvody – součástky – děje. BEN, 1999. ISBN 80-860-5625-2.
  • J. Stránský a kol. Praha. Polovodičová technika I., II. 1973–82, SNTL, Praha, 1973.
Výukové metody
Přednášky Cvičení Individuální konzultace
Metody hodnocení
Účast na cvičení 75 %, vypracování zadaných seminárních prací ze cvičení, úspěšné zvládnutí písemné i ústní části zkoušky.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2021, léto 2022, léto 2024.