čeština

5

doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D.

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky

Písemnou a ústní zkouškou se ověřuje, že absolvent předmětu je schopen: – Vyjmenovat pasivní obvodové prvky R,L,C, lineární/ nelineární, parametrické/neparametrické a popsat vlastnosti. – Využít parametrické prvky ke konstrukci snímačů neelektrických veličin (teploty, mech. tlaku ...). – Vyjmenovat základní zákony a pravidla pro řešení lineárních elektrických obvodů a využít je k řešení obvodů. – Vyjmenovat a definovat základní přenosové parametry přenosových dvojbranů. – Vypočítat a nakreslit amplitudovou i fázovou charakteristiku konkrétních pasivních dvojbranů typu RC, RLC. – Spočítat a nastavit stejnosměrný pracovní bod bipolárního tranzistoru v libovolném zapojení. – Vyjmenovat a definovat h-parametry bipolárního tranzistoru. – Spočítat napěťové zesílení a vstupní impedanci bipolárního tranzistoru v zapojeních: SE, SE+Re, SC, SB. – Znázornit zapojení a vysvětlit funkci rozdílového zesilovače, proudového zrcadla a zdroje konstantního proudu. – Znázornit vnitřní strukturu jednoduchého operačního zesilovače a vysvětlit princip činnosti. – Znázornit následující lineární obvody s operačními zesilovači: P, I, D, PI. Vypočítat jejich přenosové vlastnosti ve frekvenční i časové oblasti, nakreslit amplitudové a frekvenční charakteristiky. – Vysvětlit rozdíl mezi digitálními obvody kombinačními a sekvenčními. – Vyjmenovat axiomy a věty Booleovy algebry. Prakticky je umět využít k minimalizaci logických výrazů. – Vytvořit logický výraz z logické tabulky. – Sestavit logický kombinační obvod zadaný logickým výrazem. – V laboratorních cvičeních student měří a pomocí osciloskopu analyzuje signály v různých elektronických obvodech. Každý obvod (tj. každá úloha) je realizován na desce plošných spojů tak, jak je tomu ve skutečné technické praxi. Student se naučí následující dovednosti: – Ovládat a používat základní měřicí přístroje v elektronické laboratoři: osciloskop, signálový generátor, laboratorní zdroje. – Změřit vlastnosti fázového závěsu s obvodem 4046. – Změřit přenosové vlastnosti operačního zesilovače v invertujícím a neinvertujícím zapojení: P, P + zpětnovazební dolní propust 1. řádu, sledovač. – Změřit přenosové vlastnosti aktivní dolní propusti 2. řádu s operačním zesilovačem. – Změřit statické a dynamické vlastnosti signálového tranzistoru ve spínacím režimu. Obvodově navrhnout optimální budicí obvod tranzistoru ve spínacím režimu. – Změřit a analyzovat statické a dynamické vlastnosti operačního zesilovače zapojeného jako komparátor bez nebo s hysterezí. Realizovat oscilátor pomocí komparátoru s hysterezí. – Změřit a analyzovat vlastnosti operačního zesilovače zapojeného jako integrátor. Využít integrátor k realizaci generátoru trojúhelníkového signálu. Sestavit pomocí něho PWM modulátor. – Změřit statické vlastnosti zdroje konstantního proudu s bipolárním tranzistorem. Sestavit pomocí něho generátor pilového napětí.

Z oblasti aplikované matematiky musí mít student tyto předchozí znalosti: – Využívat a aplikovat matematické operace s komplexními čísly ve složkovém i polárním tvaru (sčítání, odečítání, násobení, dělení dvou čísel, absolutní hodnota, usměrňování komplexního zlomku). – Aplikovat základní principy integrálního a diferenciálního počtu funkce jedné proměnné (popis funkce cívky, tj. indukční zákon v diferenciálním a integrálním tvaru, podobně popis funkce kondenzátoru). Z teoretické elektrotechniky musí mít student tyto předchozí znalosti: – Definovat impedanci, reaktanci a susceptanci kondenzátoru. – Definovat impedanci, reaktanci a susceptanci cívky. – Prakticky umět využívat a aplikovat následující nástroje pro analýzu a syntézu elektrických obvodů: 1. Kirchhoffův zákon, 2. Kirchhoffův zákon, Ohmův zákon, napěťový přenos děliče sestaveného ze dvou libovolných impedancí, výpočet paralelní kombinace dvou impedancí, Theveninova věta.

Přednášky probíhají s velmi výraznou podporou Power-Pointu. Studenti mají soubor v Power-Pointu k dispozici (navíc, kromě el. učebních textů). V laboratorních cvičeních studenti měří pomocí osciloskopu 8 laboratorních úloh (elektronických obvodů). Studenti mají k dispozici el. text: sbírka cca 50-ti řešených příkladů.

8 x 3 body = 24 bodů za 8 laboratorních úloh. 76 bodů u zkoušky. 100 bodů celkem.

Zvládnutí základních teoretických i praktických dovedností pro samostatný návrh řídicích analogových a digitálních obvodů.

Účast na cvičení je povinná.

Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský, povinný

26 hod., povinná

Ing. Dušan Benda

Tranzistory bipolární, unipolární. Lineární režim.
Tranzistory – spínací režim.
Vnitřní struktura operačních zesilovačů (OZ).
Zapojení s OZ – lineární obvody.
Zapojení s OZ – nelineární obvody.
Zapojení s OZ – zvláštní obvody.
Vnitřní struktura digitálních obvodů TTL, CMOS.
Digitální obvody kombinační.
Digitální obvody sekvenční.
Paměti.
A/D převodníky.
D/A převodníky.
Zvláštní obvody.