Popis předmětu - B2M31IASA
B2M31IASA | Implementace analogových soustav | ||
---|---|---|---|
Role: | PV | Rozsah výuky: | 2P+2C |
Katedra: | 13131 | Jazyk výuky: | CS |
Garanti: | Bortel R. | Zakončení: | Z,ZK |
Přednášející: | Dobeš J., Hospodka J., Náhlík J., Šubrt O. | Kreditů: | 6 |
Cvičící: | Hospodka J., Náhlík J. | Semestr: | Z |
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M31IASAAnotace:
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:
Plán | Obor | Role | Dop. semestr |
MPEK1_2018 | Elektronika | PV | 3 |
Stránka vytvořena 11.12.2024 05:50:39, semestry: L/2024-5, Z/2025-6, Z/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů | Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |