Popis předmětu - BE2M31ZAS

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
BE2M31ZAS Analog Signal Processing
Role:  Rozsah výuky:2P+2S
Katedra:13131 Jazyk výuky:EN
Garanti:  Zakončení:Z,ZK
Přednášející:  Kreditů:5
Cvičící:  Semestr:L

Anotace:

Předmět se zabývá analogovými vstupně-výstupními bloky pro přenos a zpracování signálů. Jsou diskutována obvodové řešení zesilovačů a filtrů, včetně jejich návrhu, simulace a měření. Studenti se seznámí s obvodovou koncepcí a možnostmi řešení soudobých analogových struktur. V druhé části jsou uvedeny návrhové postupy a možnosti realizace analogových kmitočtových filtrů, včetně diskrétně pracujících obvodů. Závěr je věnován možnostem počítačové optimalizace elektronických obvodů a filtrů.

Osnovy přednášek:

1. Základní dělení obvodů a systémů a možnosti jejich simulace. Metody strojové analýzy elektronických obvodů
2. Struktury moderních analogových obvodů a jejich vlastnosti. Symbolická analýza dominantních vlastností.
3. Analýza složitějších elektronických struktur s tranzistory: metoda dělení řetězce.
4. Základní obvodová struktura OZ, návrh vnitřního zapojení, odvození základních vlastností, simulace.
5. Návrh a implementace výkonového zesilovač ve třídě AB na tranzistorové úrovni.
6. Kmitočtové filtry, charakterizace vlastností, postup návrhu. Kmitočtové transformace, normování.
7. Metody aproximace modulové charakteristiky NDP. Besselova, Butterworthova a Čebyševova aproximace, eliptické filtry - inverzní Čebyševova a Cauerova aproximace, postup návrhu, vlastnosti.
8. Možnosti realizace elektrických filtrů: pasivní realizace - LC struktury, aktivní filtry - simulace LC prototypu, kaskádní syntéza, realizace pomocí OZ.
9. Implementace spojitě pracujících filtrů vhodná pro monolitickou integraci. Struktury založené na OTA-C, použití proudových konvejorů a dalších prvků.
10. Diskrétně pracující obvody: základní charakterizace, aplikační oblasti. Principy SC a SI obvodů, obvodový popis - metoda nábojových rovnic.
11. Filtry se spínanými kapacitory (SC) - princip, postup syntézy, srovnání spojitého a SC filtru.
12. Optimalizace elektronických obvodů a filtrů, definice základních pojmů, obecné metody.
13. Použití genetických evolučních algoritmů pro optimalizaci spojitě i diskrétně pracujících obvodů, kombinace metod.

Osnovy cvičení:

1. Úvod. Symbolická analýza elektronických obvodů v programu Maple.
2. Aplikace modifikované metody uzlových napětí.
3. Kombinované tranzistorové zesilovací stupně.
4. Symbolická a numerická analýza dominantních vlastností vnitřní struktury operačního zesilovače.
5. Laboratorní měření vlastností tranzistorového výkonového zesilovače pracujícího ve třídě AB.
6. Analýza LTI obvodů v kmitočtové a časové oblasti. Kmitočtové transformace.
7. Výpočet základních aproximací elektrických filtrů, ověření výsledků v návrhovém systému.
8. Návrh ARC filtru typu DP a analýza jejich vlastností.
9. Laboratorní měření měření parametrů ARC filtru.
10. Syntéza ARC filtru založeného na struktuře OTA-C metodou funkční simulace LC prototypu, analýza vlastností výsledné struktury.
11. Analýza periodicky spínaných elektronických obvodů metodou nábojových rovnic.
12. Návrh a analýza bikvadratické sekce technikou spínaných kapacitorů..
13. Laboratorní měření parametrů filtru se spínanými kapacitory.
14. Konzultace, zápočet.

Literatura:

1. Gray P.R., Hurst P.J., Lewis S.H.. Meyer R.G.: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 5th Edition, John Wiley & Sons, Inc. 2009, ISBN: 978-0470245996
2. Schaumann, R., Valkenburg, M.E.V.: Design of Analog Filters. Oxford University Press, 2001.
3. Bičák J., Laipert M., Vlček M.: Lineární obvody a systémy, Vydavatelství ČVUT, Praha 2007, ISBN 978-80-01-03649-5

Požadavky:

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr

Stránka vytvořena 14.11.2025 17:51:45, semestry: L/2025-6, Z/2026-7, L/2024-5, Z/2025-6, L/2026-7, 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.