Popis předmětu - A2B99LES

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
A2B99LES Laboratoř elektronických systémů
Role:  Rozsah výuky:2P+2C
Katedra:13131 Jazyk výuky:CS
Garanti:  Zakončení:Z,ZK
Přednášející:  Kreditů:6
Cvičící:  Semestr:L

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A2B99LES

Anotace:

Předmět má za úkol seznámit studenty s možnostmi simulace elektronických obvodů. Kurz je založen na konkrétních aplikacích. Na elementárních zapojeních si studenti ověří látku probíranou v první části přednášek. Dále jsou uvedeny konkrétní obvodové aplikace, jejichž činnost je nejprve vysvětlena a následně ve cvičeních simulována. Vybraná zapojení si studenti ověří laboratorním měřením.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: AD2B99LES

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A2B99LES

Cíle studia:

Předmět má za úkol seznámit studenty s možnostmi simulace elektronických obvodů i praktickým měřením jejich parametrů při laboratorních cvičeních. Zápočet je získán na základě zpracování semestrálních úloh (simulace a měření). Celkové hodnocení je získáno na základě bodového hodnocení v průběhu semestru a výsledku ústní zkoušky.

Osnovy přednášek:

1. Analýza elektronických obvodů, programy pro analýzu, typy analýz. Modelování polovodičových prvků, kritéria přesnosti modelů. Model polovodičové diody, statická a dynamická část modelu, šumový model diody se základními třemi typy šumu.
2. Model bipolárního tranzistoru (základní parametry, modifikovaný Gummel-Poonův model, model kvazisaturace, modelování zpoždění mikrovlnných tranzistorů).
3. Modely MOSFET (semiempirický model, základní rysy a vlastnosti modelů pro submikronové technologie BSIM a EKV, způsob modelování struktur LDMOS).
4. Modely JFET a MESFET/pHEMT, modelování kmitočtové disperze parametrů mikrovlnných tranzistorů. Modelování kmitočtové disperze na přenosových vedeních.
5. Základy makromodelování. Základní rysy způsobu řešení nelineárních algebraicko-diferenciálních rovnic obvodů, tj. určení pracovních bodů a časových odezev.
6. Semisymbolická analýza, výpočet pólů a nul. Kvazilineární analýza, návrh směšovačů.
7. Citlivostní analýza v kmitočtové a časové oblasti, využití citlivostní analýzy pro optimalizaci.
8. Reálný operační zesilovač, parametry, modelování, možnosti měření.
9. Vybrané nelineární aplikace s operačním zesilovačem - principy, vlastnosti, problémy simulace.
10. Zpětnovazební struktury, možnosti semisymbolické analýzy, využití matematických programů.
11. Lineární stabilizátory, používaná zapojení, vlastnosti.
12. Oscilátory, podmínky vzniku oscilací, řízení amplitudy, odvození, možnosti simulace.
13. Výkonové zesilovače, třídy, zapojení, vlastnosti, možnosti měření.
14. Základní obvody se spínanými kapacitory - možnosti simulace pomocí klasických metod analýz.

Osnovy cvičení:

1. Struktura simulátoru (grafický editor, vlastní simulátor, práce s netlist, grafický postprocesor).
2. Obvodová simulace, módy statických analýz.
3. Obvodová simulace, kmitočtová a šumová analýza.
4. Obvodová simulace, časová a harmonická analýza.
5. Další typy analýz zaměřené na vysokofrekvenční obvody.
6. Ovládání přesnosti a spolehlivosti (konvergence), parametry algoritmů.
7. Simulace s makromodely integrovaných obvodů, zejména operačních zesilovačů.
8. Laboratorní cvičení - měření vlastností operačního zesilovače.
9. Laboratorní cvičení - měření parametrů operačního usměrňovače.
10. Semisymbolická analýza zpětnovazebních struktur.
11. Laboratorní cvičení - měření parametrů lineárních stabilizátorů.
12. Časová a spektrální analýza oscilátoru, výpočet zkreslení.
13. Laboratorní cvičení - měření na digitálním výkonovém zesilovači.
14. Analýza diskrétně pracujících obvodů, zápočet.

Literatura:

1. J. Dobeš, Návrh vysokofrekvenčních a mikrovlnných obvodů počítačem, Skriptum, Vydavatelství ČVUT, Praha 2003.
2. J. Dostál, Operační Zesilovače. Praha : BEN - technická literatura, 2005. ISBN 80-7300-049-0.
3. J. Dobeš, V. Žalud: Moderní radiotechnika, BEN - technická literatura, Praha 2006.
4. T.A. Fjedly, T. Ytterdal, M. Shur, Introduction to Device Modeling and Circuit Simulation, John Wiley & Sons, New York 1998.
5. Andrei Vladimirescu, The SPICE Book, Wiley 1993, ISBN 0471609269.
6. Y. Cheng and C. Hu, MOSFET Modeling & BSIM3 Users Guide, Kluwer Academic Publishers, Boston 1999.
7. Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith: Microelectronic Circuits, Oxford University Press, 5. vydání, 2003, ISBN 0195142519.

Požadavky:

Základní znalosti elektrických a elektronických obvodů a jejich analýzy.

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6c

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr

Stránka vytvořena 19.3.2025 17:50:54, semestry: Z/2025-6, L/2024-5, L/2025-6, Z/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. RNDr. Veronika Sobotíková, CSc.