Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Anotace:
Cílem předmětu je seznámit studenty s novými směry a koncepcemi v řešení analogových obvodů, s důrazem na aplikace v periferiích digitálních systémů pro přenos a zpracování dat. Důraz je kladen na návrhové postupy a implementaci ve strukturách zakázkových integrovaných obvodů (ASIC). Předmět se zabývá analogovými i diskrétními funkčními bloky pro realizaci zesilovačů, filtrů, převodníků A/D a D/A, včetně jejich modelování a simulace. Jsou diskutovány soudobé návrhové trendy, včetně otázky testování analogových a smíšených obvodů. Předmět obsahuje nepostradatelný základ znalostí pro vývoj a návrh elektronických systémů, se zohledněním aspektů současných technologií a využitím profesionálního software pro návrh integrovaných obvodů.
Výsledek studentské ankety předmětu je zde:
AD2M31IAS
Výsledek studentské ankety předmětu je zde:
A2M31IAS
Cíle studia:
Cílem předmětu je seznámit studenty s novými směry a koncepcemi v řešení analogových obvodů, s důrazem na aplikace v periferiích digitálních systémů pro přenos a zpracování dat.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Nové principy v řešení spojitě i diskrétně pracujících analogových systémů. Výběr a specifika funkčních bloků pro zakázkové IO (ASIC). |
| 2. | | Standardní a speciální zesilovače (OZ, OTA, TIA). Základní funkční bloky pro realizaci a jejich modelování. Postup návrhu z hlediska požadovaných parametrů. Realizace v integrovaných strukturách. |
| 3. | | Zesilovače a aktivní prvky v proudovém režimu. Transformace mezi napěťovým a proudovým režimem. Nelineární funkční bloky, analogové násobičky, zesilovače s řízeným ziskem. |
| 4. | | Spojitě pracující aktivní filtry - bikvady, filtry vyšších řádů. Simulace LC prototypu. Filtry s OTA-C a dalšími prvky. |
| 5. | | Implementace aktivních filtrů ve strukturách ASIC. Obvody automatického ladění, symetrické signálové cesty. |
| 6. | | Mikropříkonové obvody - principy řešení, vlastnosti. Návrh napěťových a proudových referenčních zdrojů pro struktury ASIC. |
| 7. | | Filtry se spínanými kapacitory (SC) - úvod, princip, srovnání spojitého a SC filtru. Technologické a obvodové požadavky na SC filtry (kapacitory, spínače, OZ, maximální a minimální kmitočet hodin). Vliv na chování SC filtru - časová konstanta Ron, průnik hodinového signálu, šum. |
| 8. | | Transformace p-z pro syntézu SC filtrů. SC integrátor a jeho přenosová funkce v z-rovině. "Strays-insensitive? SC integrátor. SC integrátory jako základní stavební bloky. |
| 9. | | SC filtry vyššího řádu. Návrh SC filtru složeného z bikvadratických sekcí. |
| 10. | | Filtry se spínanými proudy - úvod a princip. Proudová paměťová buňka, integrátor a derivátor. Porovnání SC a SI. |
| 11. | | Obvody SC a SI - reálné vlastnosti, zdokonalené struktury pro minimalizaci chyb. Návrh a simulace ve strukturách ASIC. |
| 12. | | D/A a A/D převodníky ve strukturách ASIC - základy modelování, simulace a testování parametrů. |
| 13. | | Obvody pro pulsní modulaci. Modulátory Sigma-Delta, zesilovače třídy D. |
| 14. | | Diskrétní soustavy jako spínané zdroje. Nábojové pumpy-obvodová struktura, principy regulace. Převodníky DC-DC typu step-up, step-down. Obvodová řešení, možnosti analýzy a simulace. |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Obvodové řešení současných analogových obvodů, funkční bloky, dosahované parametry. |
| 2. | | Návrh OTA a OZ, optimalizace hlavních parametrů. Obvodové řešení TIA a proudového konvejoru. |
| 3. | | Návrh a měření zpětnovazebních obvodů se zesilovači TIA. |
| 4. | | Návrh a simulace filtru OTA-C. Úvod do programu PraCAn. |
| 5. | | Návrh obvodu napěťové reference (Bandgap) - vyvození základních parametrů a simulace. |
| 6. | | Návrh obvodu proudové reference (Vittoz Loop) - odvození a simulace. |
| 7. | | Laboratorní úloha - SC filtr. |
| 8. | | Analýza jednoduchých SC fitrů. |
| 9. | | Návrh a simulace bikvadu SC. |
| 10. | | Analýza základních SI bloků v PraCAn. |
| 11. | | Návrh a simulace SI buňky s minimalizací parazitních vlivů. |
| 12. | | Parametry AD, DA převodníků. Behaviorální model, simulace ADC. |
| 13. | | Návrh a simulace nábojové pumpy. |
| 14. | | Zápočet, rezerva. |
Literatura:
| 1. | | Sanssen, W.M.C.: Analog Design Essentials. Springer, U. S., 2006 |
| 2. | | Maloberti, F.: Data Converters. Springer, U. S., 2007 |
| 3. | | Gray, P. R., Hurst, P.J., Lewis, S.H.: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits. John Wiley & Sons, U.S., 2001 |
| 4. | | Burns, M., Roberts, G. W.: An Introduction to Mixed-Signal IC Test and Measurement. Oxford University Press, New York 2001 |
| 5. | | Uhlíř, J., Neumann, P.: Elektronické obvody II. Monografie ČVUT, Praha, 2001 |
Požadavky:
Zápočet je získán na základě vypracování semestrální práce. Výsledek ústní zkoušky určuje výsledné hodnocení. Přehled zkouškových otázek a další materiály jsou na www stránkách předmětu.
Poznámka:
| Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6c |
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Plán |
Obor |
Role |
Dop. semestr |
| Stránka vytvořena 21.3.2025 17:50:49, semestry: Z,L/2024-5, Z,L/2025-6, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |