Popis předmětu - B2M31IASA
Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M31IASA
Anotace:
Cílem předmětu je seznámit studenty s novými směry a koncepcemi v řešení analogových obvodů, s důrazem na aplikace v periferiích digitálních systémů. Důraz je kladen na návrhové postupy a implementaci ve strukturách zakázkových integrovaných obvodů (ASIC). Jsou diskutovány soudobé návrhové trendy, včetně otázky analýzy a testování analogových a smíšených obvodů. Předmět poskytuje znalosti pro vývoj a návrh elektronických systémů, se zohledněním aspektů současných výrobních technologií integrovaných obvodů.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Současná analogová technika a její uplatnění. Nové principy v řešení spojitě i diskrétně pracujících analogových soustav, obvody v proudovém módu - základní FB. Výběr a specifika funkčních bloků pro zakázkové IO (ASIC). |
| 2. | | Model polovodičové diody, teplotní závislosti, šumový model. Gummel-Poonův model bipolárního tranzistoru. Modelování mikrovlnných tranzistorů. |
| 3. | | Rozšířený model JFET Schichmana a Hodgese. Charakteristické teplotní a šumové vlastnosti JFET. Modely MESFET/pHEMT. |
| 4. | | Technologický základ modelů MOSFET, odvoditelnost parametrů z technologie a jejich automatický přepočet se změnou rozměru. Modely BSIM a EKV a jejich vzájemné porovnání, identifikace parametrů modelů. |
| 5. | | Proudová ZV, zesilovač CFOA. Porovnání soustav s napěťovou a proudovou zpětnou vazbou. Obvody v proudovém módu, principy jejich návrhu. Přidružená transformace, translineární princip. |
| 6. | | Aktivní prvky pro proudový režim a jejich řešení elementárními FB. Odvozené FB vyšších řádů. Nelineární prvky - násobičky, tvarovače, modulátory. Obvodové řešení, parametry. |
| 7. | | Mikropříkonové obvody - principy řešení, vlastnosti. Úvod do charakterizace integrovaných systémů a knihoven v podprahovém režimu. Návrh napěťových a proudových referenčních zdrojů pro struktury ASIC. |
| 8. | | Diskrétně pracující obvody: obvodový popis SC a SI obvodů, vlastnosti základních funkčních bloků, parazitní vlivy na chování spínaných obvodů, možnosti počítačové analýzy reálných vlastností. |
| 9. | | Technologické a obvodové požadavky na SC a SI obvody (kapacitory, spínače, OZ, spínací kmitočet). Vliv reálných vlastností, průnik hodinového signálu, šum. Možnosti korekce chyb. |
| 10. | | Obvody pro spínaný power management, obvodová řešení DC/DC konvertorů. Principy zpětnovazební regulace spínaných soustav, aplikační příklady. |
| 11. | | Nábojové pumpy a metody jejich návrhu. Obvodová řešení, možnosti analýzy a simulace ve strukturách ASIC. |
| 12. | | Obvody pro pulzní modulaci. Modulátory Sigma-Delta, vlastnosti, implementace. |
| 13. | | Převodníky D/A a A/D ve strukturách ASIC. Základy modelování, simulace a testování parametrů. |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Seznámení s laboratoří, bezpečnost. Vstupní test, úvod k Maple. |
| 2. | | Řešení operačních sítí. Porovnání vlastností sítí s napěťovou a proudovou zpětnou vazbou. |
| 3. | | EKV model MOS tranzistoru pro nízkonapěťové aplikace s malým příkonem. Návrh OTA a OZ, optimalizace hlavních parametrů. Obvodové řešení proudového konvejoru a CFOA. |
| 4. | | Obvodové řešení transkonduktančního zesilovače a proudového konvejoru. Úvod do systému Mentor Graphics. |
| 5. | | Návrh obvodů napěťové a proudové reference - odvození a simulace. |
| 6. | | Návrh a simulace mikropříkonových obvodů - obvod nízkopříkonové napěťové reference. |
| 7. | | Návrh filtrů OTA-C: bikvadratické sekce a jejich návrh. |
| 8. | | Popis SC a SI obvodů diferenčními rovnicemi. Analýza a simulace SC a SI obvodů. Knihovna PraCAn. |
| 9. | | Návrh a simulace bikvadu SC. Návrh filtru SC pomocí FCADu. |
| 10. | | Minimalizace vlivu reálných vlastností obvodů SI a SC. |
| 11. | | Laboratorní cvičení - návrh a měření filtru SC. |
| 12. | | Návrh a simulace nábojové pumpy. |
| 13. | | Obhajoby semestrálních prací. |
| 14. | | Obhajoby semestrálních prací, zápočty. |
Literatura:
| 1. | | Sanssen, W.M.C.: Analog Design Essentials. Springer, U. S., 2006 |
| 2. | | Gray, P. R., Hurst, P.J., Lewis, S.H.: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits. John Wiley & Sons, U.S., 2001 |
| 3. | | Burns, M., Roberts, G. W.: An Introduction to Mixed-Signal IC Test and Measurement. Oxford University Press, New York 2001 |
Požadavky:
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 4.12.2024 17:50:56, semestry: Z/2025-6, Z,L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |