Státnicové okruhy bakalářského programu Elektronika a komunikace
Teoretický základ
- Struktura lineárního prostoru, báze a dimenze. Řešení soustav lineárních rovnic. Lineární zobrazení. Skalární součin, ortogonalizace. (B0B01LAGA)
- Maticový počet. Determinant a inverze matice. Vlastní vektory a vlastní čísla, podobnost a diagonalizace matic. (B0B01LAGA)
- Funkce jedné proměnné, limita a spojitost. Derivace, její vlastnosti a význam. Průběh funkce a lokální extrémy. Aproximace Taylorovým polynomem. (B0B01MA1A)
- Primitivní funkce a neurčitý integrál. Určitý integrál. Základní metody výpočtu integrálů. (B0B01MA1A)
- Lineární diferenciální rovnice vyšších řádů, soustavy lineárních diferenciálních rovnic. (B0B01DRN)
- Numerické metody řešení soustav lineárních rovnic, nelineárních rovnic. Numerická kvadratura, numerické řešení diferenciálních rovnic. (B0B01DRN)
- Funkce více proměnných, gradient, derivace složené funkce. Lokální a vázané extrémy, Lagrangeova metoda. (B0B01MA2A)
- Dvojný a trojný integrál - Fubiniho věta a věta o substituci. Křivkový a plošný integrál, jejich význam a aplikace. Potenciál vektorového pole, Gaussova, Greenova a Stokesova věta. (B0B01MA2A)
- Funkce komplexní proměnné a jejich derivace. Křivkový integrál. Singularity. Mocninné řady, Taylorovy a Laurentovy rozvoje. Rezidua, reziduová věta a její aplikace. (B0B01KANA)
- Fourierovy řady, Fourierova a Laplaceova transformace –význam, gramatika, věty o inverzi. Přímá a zpětná transformace Z. Aplikace transformací na řešení diferenciálních a diferenčních rovnic. (B0B01KANA)
- Náhodná veličina a náhodný vektor. Distribuční funkce, hustota a pravděpodobnostní funkce náhodné veličiny. Střední hodnota a rozptyl náhodné veličiny a jejich odhady. Korelace a nezávislost náhodných veličin. (B0B01STP)
- Centrální limitní věta. Metoda maximální věrohodnosti. Základní principy statistického testování hypotéz, testy střední hodnoty. Chí-kvadrát test dobré shody. (B0B01STP)
- Kinematika a dynamika hmotných bodů a tuhých těles - Klasická mechanika: Newtonovská a analytická mechanika, úvod do relativistické mechaniky. (B2B02FY1)
- Úvod do mechaniky kontinua - Obecná mechanika kontinua: obecné rovnice rovnováhy kontinua, zobecněný Hookův zákon, pohybové rovnice kontinua, kinematika a dynamika tekutin. (B2B02FY1)
- Fyzikální pole a jejich popis - Gravitační pole, elektrostatické pole, stacionární elektrické a magnetické pole, elektromagnetické pole. (B2B02FY1)
- Termodynamika - Fenomenologická termodynamika: I. a II. zákon termodynamiky, tepelné stroje, přenos tepla, kinetická teorie plynů. (B2B02FY2)
- Základy teorie vln a optika. - Vlnová rovnice, disperze, disipace, skládání a difrakce vln, vlnová a geometrická optika: interference, Fermatův princip, tenké čočky. (B2B02FY2)
- Úvod do moderní fyziky - Základy kvantové mechaniky, princip laseru, pásová teorie pevných látek, úvod do jaderné fyziky. (B2B02FY2)
Odborné
- Základní zákony a teorémy. Kirchhoffovy zákony. Nortonův a Theveninův teorém. Elementární a obecné metody analýzy obvodů, metoda uzlových napětí a smyčkových proudů. (B2B31ZEOA)
- Harmonický ustálený stav. Fázory. Kmitočtové charakteristiky. Rezonance. Analýza přechodných jevů. Lineární obvody v periodickém neharmonickém ustáleném stavu. (B2B31ZEOA)
- Popis lineárních systémů v časové a kmitočtové oblasti, princip a vlastnosti zpětné vazby, typy filtrů, základní aproximace modulových charakteristik filtrů - vlastnosti v kmitočtové a časové oblasti. (B2B31EO1)
- Operační zesilovač: princip chování, základní zapojení (invertující a neinvertující zapojení, sumátor, převodníky u-i a i-u, rozdílový a přístrojový zesilovač, integrátor, derivátor, (vzorkovací obvody, komparátory, oscilátory, fázový závěs). (B2B31EO1)
- Přístroje pro měření elektrického proudu, napětí a výkonu, kmitočtu a fázového rozdílu a základních parametrů pasivních prvků (odpor, indukčnost, kapacita). (B2B38EMB)
- Chyby přístrojů a nejistoty měření. AD a DA převodníky. Multimetry, osciloskopy. (B2B38EMB)
- Logické funkce, Booleova algebra, logické výrazy. Způsoby vyjadřování logických funkcí. Kombinační a sekvenční logické obvody. Bistabilní paměťové členy: S - R, J - K, T, D. (B2B32DITA)
- Multiplexory, dekodéry, čítače, registry, posuvné registry a paměti. Programovatelné logické obvody, hradlová pole, jazyk VHDL. (B2B32DITA)
- Vrstvové modely datové komunikace. Topologie sítě a její popis pomocí grafů. Lokální datové sítě a metody přístupu k médiu. (B2B32DATA)
- Binární aritmetika a maskování nad IP adresou. Základy směrování v IP sítích, internet věcí a platformy pro vývoj aplikací M2M. (B2B32DATA)
- Vlastnosti polovodičů a polovodičové struktury (nositelé a transport náboje v polovodičích, přechody PN a MS, struktura MIS), pasivní elektronické prvky (struktury, vlastnosti, modely a aplikace). (B2B34ELPA)
- Aktivní elektronické prvky (tranzistory MOSFET, BJT, JFET), výkonové spínací součástky, optoelektronické prvky, logická hradla a paměti – principy, struktury, charakteristiky, modely a aplikace. (B2B34ELPA)
- Elektrické a magnetické pole a jeho zdroje. Pole vírové a potenciálové, klasifikace prostředí, základní vektorové veličiny v elektrickém poli. Elektrostatické pole - Gaussova věta elektrostatiky a její aplikace pro výpočet, metoda zrcadlení. Energie v elektrickém poli, objemová hustota energie. Kapacita a její výpočet pro základní geometrické uspořádání elektrod, základní vektorové veličiny v magnetickém poli. (B2B17EMPA)
- Stacionární magnetické pole. Biotův-Savartův zákon. Ampérův zákon a jeho aplikace pro výpočet magnetického pole. Energie v magnetickém poli, objemová hustota energie. Faradayův indukční zákon, indukovaná napětí. Vlastní a vzájemná indukčnost a její výpočet pro základní geometrické uspořádání proudovodičů. (B2B17EMPA)
- Elektromagnetická vlna v neomezeném prostředí. Maxwellovy rovnice, Vlna rovinná, kulová a válcová. Gaussův svazek.Vlna na rozhraní dvou prostředí, Totální odraz, evanescentní vlna. Polarizace vlny odrazem. (B2B17ELD)
- Vedené a evanescentní vlny. Mody, impedance, fázová a skupinová rychlost šíření, přenos výkonu. Zdroje vln - elementární zářiče.Blízké, přechodné a vzdálené pole zářičů.Vlna v anizotropním prostředí. (B2B17ELD)
- Základní fyzikální jevy a principy používané u senzorů, statické a dynamické parametry, zpracování senzorových signálů, energetické domény, základní charakteristika mikrosystému, mikroaktuátoru a MEMS. (B2B34SEE)
- Senzory teploty, mechanického namáhání, průtoku, hladiny, magnetických veličin, záření, chemických veličin (plynů) - principy činnosti, elektronická zapojení, vlastnosti. (B2B34SEE)
- Klasifikace signálů ve spojitém a diskrétním čase, speciální signály. Časová a spektrální reprezentace signálů, charakteristiky signálů, korelace, základní teorémy. Vzorkování a interpolace signálu. Základní charakteristiky náhodného procesu, stacionarita a ergodicita, bílý šum. (B2B37SAS)
- Klasifikace soustav, popis spojitých a diskrétních soustav v časové a frekvenční oblasti, lineární a časově invariantní soustavy, konvoluce, stabilita soustavy. Pásmové signály, komplexní obálka, Hilbertova transformace. Typy základních analogových modulací. (B2B37SAS)
- Základní principy bezdrátové komunikace, typy rádiových spojů, základy digitálních modulací, napěťové vlny, Smithův diagram, používané VF lineární, šumové a nelineární parametry, komponenty a struktury VF a mikrovlnných vysílačů a přijímačů. (B2B17TBK)
- Používané antény a jejich parametry, šíření elektromagnetických vln v různých prostředích, systémový návrh rádiových spojů, výkonová bilance. (B2B17TBK)
- Lineární a cyklická konvoluce, zpracování dlouhých signálů, vlastnosti DFT, váhování, časově-frekvenční analýza, číslicové filtry, kvantování a jeho důsledky. (B2B31CZS)
- Filtrace ve frekvenční oblasti, převzorkování, banky filtrů, odhad parametrů náhodných signálů, spektrální a korelační analýza, modelování a lineární predikce. (B2B31CZS)
- Fyziologie a anatomie vidění. Snímání a reprodukce obrazu. Zdrojové kódování obrazové informace a přenosové video systémy. Digitální fotografie, metody předzpracování. (B2B37AVT)
- Fyziologie a anatomie slyšení. Elektrodynamický a elektrostatický měnič. Vzorkování, kvantování a zdrojové kódování zvuku. (B2B37AVT)
- Integrované obvody – význam integrace, architektury IO, metody návrhu; Mikroelektronické aktivní a pasivní prvky a komponenty, technologie pro mikroelektronické systémy. (B2B34MIT)
- Technologie MEMS; nanoelektronika (technologie a aplikace), optické integrované obvody (technologie, materiály a principy), testování a diagnostika elektronických systémů. (B2B34MIT)
- Komunikační kanál, teoretická informační propustnost, hierarchie digitálních přenosových systémů. Telefonní komunikace, digitalizace telefonního signálu, digitální spojovací systémy, signalizace, klasické telefonní a xDSL přípojky. (B2B32TSI)
- Principy buňkových mobilních sítí, používané metody modulace a přístupu k médiu v mobilních sítích. Principy komunikace, přenosu dat a signalizace v mobilní síti 2G/2G5/3G. (B2B32TSI)