Základy elektroniky - NEVF101

• Anglický název: Fundamentals of Electronics
• Zajišťuje: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Další informace: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
• Garant: prof. RNDr. Milan Tichý, DrSc.; prof. RNDr. Zdeněk Němeček, DrSc.
• Vyučující: prof. RNDr. Milan Tichý, DrSc.

Anotace

čeština

Základní pojmy analýzy lineárních obvodů. Integrované operační zesilovače. Principy polovodičových prvků. Zesilovače, pojem zpětné vazby. Optoelektronické prvky a jejich aplikace. Generátory signálů. Základy číslicové elektroniky (logické operace, integrované systémy). Druhy a aplikace číslicových obvodů. Základní typy převodníků D/A a A/D. Mikropočítač a jeho části, základní architektura.

Poslední úprava: T_KEVF (07.05.2005)

angličtina

Basic approaches to linear circuit analysis. Integrated operational amplifiers. principles of semiconductor devices. Amplifiers, feed-back loop. Optoelectronic devices and their applications. Signal generators. Fundamentals of digital electronics, classification and application of digital circuits. D/A and A/D converters. Microcomputer and its parts.

Poslední úprava: T_KEVF (07.05.2005)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Podmínkou zakončení předmětu je úspěšné složení zkoušky, tj. hodnocení zkoušky známkou "výborně", "velmi dobře" nebo "dobře". Zkouška musí být složena v období předepsaném harmonogramem akademického roku, ve kterém student předmět zapsal.

Poslední úprava: Tichý Milan, prof. RNDr., DrSc. (06.10.2017)

angličtina

The necessary condition of the successful termination of the subject is the successful pass through the examination, i.e. the marking of the examination by the "výborně", "velmi dobře" or "dobře" mark. The examination must be performed within the time period prescribed by the time schedule (harmonogram) of the academic year that corresponds to the date of the subject registration.

Poslední úprava: Tichý Milan, prof. RNDr., DrSc. (06.10.2017)

Literatura

M. Šícha, M. Tichý: Elektronické zpracování signálů, skripta SPN Praha 1989.

V. Farský, V. Prokeš: Elektronické obvody I, II, UJEP Brno 1979.

D. G. Hamilton, W. G. Howard: Basic Integrated Circuit Engineering, Mc-Graw-Hill Kogakuska, Tokio 1975M. Šícha, M. Tichý: Elektronické zpracování signálů, skripta SPN Praha 1989.

V. Farský, V. Prokeš: Elektronické obvody I, II, UJEP Brno 1979.

D. G. Hamilton, W. G. Howard: Basic Integrated Circuit Engineering, Mc-Graw-Hill Kogakuska, Tokio 1975

Poslední úprava: T_KEVF (28.04.2004)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Zkouška je ústní, uchazeč se vyjádří ke dvěma zadaným tématům. Požadavky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Poslední úprava: Tichý Milan, prof. RNDr., DrSc. (06.10.2017)

angličtina

The form of the examination is oral; the student expresses his knowledge to two topics. The requirements correspond to the syllabus of the subject in the scope that was presented during the lecture course.

Poslední úprava: Tichý Milan, prof. RNDr., DrSc. (06.10.2017)

Sylabus

čeština

1. Základy analýzy lineárních obvodů
Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony, Theveninův teorém, pojem impedance, komplexní reprezentace impedancí.

2. Integrovaný operační zesilovač (OZ)
Základní parametry OZ, principiální a náhradní zapojení. Reálné parametry OZ, šum OZ. Příklady lineárních aplikací OZ. Příklady nelineárních aplikací OZ (komparátory). Použití OZ k regulaci, napájecí zdroje (lineární).

3. Principy polovodičových prvků
Základní charakteristiky polovodičových prvků, druhy diod a jejich aplikace (usměrňovače, filtry), princip funkce bipolárního a unipolárního tranzistoru, ostatní diskrétní polovodičové prvky.

4. Zesilovače, zpětná vazba
Pracovní přímka, pracovní bod, zapojení se společnou bází, emitorem, kolektorem. Jednostupňový a vícestupňový zesilovač, druhy vazeb mezi stupni, frekvenční charakteristika zesilovače. Druhy zesilovačů (širokopásmové, úzkopásmové, střídavé, stejnosměrné, výkonové). Zpětná vazba v zesilovačích, její vliv na parametry zesilovačů.

5. Optoelektronické prvky a jejich použití
Fotoodpor, fotodioda, fototranzistor, princip funkce, příklady aplikací. Diody LED, optické vazební členy, princip funkce. Příklady analogových obvodů s optoelektronickou vazbou.

6. Generátory signálů
Generátory napětí harmonického průběhu - s obvody RC a LC, řízené krystalem. Generátory neharmonického periodického napětí (s výstupním průběhem trojúhelníkovitým (pilovitým), s výstupním průběhem obdélníkovým (klopné obvody)).

7. Logické operace, číslicové integrované logické systémy
Logické funkce, Booleova algebra, základy binární aritmetiky. Integrované logické systémy (TTL, CMOS). Příklady kombinačních číslicových obvodů (dekodéry, multiplexery, komparátory, převodníky kódů). Příklady sekvenčních obvodů (klopné obvody, registry, čítače).

8. Principy převodů A/D a D/A
Převodníky D/A, princip, druhy, vlastnosti. Převodníky A/D, princip, druhy, příklady zapojení.

9. Mikropočítač a jeho části
Základní architektura mikropočítače, pojem a funkce různých typů sběrnic. Druhy pamětí (ROM, PROM, EPROM, statické a dynamické RAM). Pojem aritmeticko-logické jednotky a řadiče mikroprocesoru.

Poslední úprava: T_KEVF (07.05.2005)

angličtina

1. Fundamentals of circuit analysis
Ohm's law; Kirchhoff's laws, analysis of networks with resistors, capacitors, inductances and voltage and current sources. Vector and complex-number representations. Thevenin's theorem. Equivalence of real voltage and current sources.

2. Operational amplifiers
Basic parameters of operational amplifiers, equivalent circuits. Real operational amplifiers, frequency response, noise. Comparators. Examples of applications - regulation, power supplies.

3. Principles of semiconductor elements
Physical principles of diodes, bi-polar and uni-polar transistors, and other semiconductor elements.

Characteristics of diodes and their application (rectifiers, filters, switching circuits).

4. Amplifiers, feed-back loop
Working point, working line, common base, emitter and collector circuits. Single-stage and multi-stage amplifiers, inter-stage coupling, frequency response. Amplifier classifications (broad-band, selective, AC, DC, impulse, power amplifiers). Feed-back loop in amplifiers, its influence on amplifier characteristics.

5. Optoelectronic elements and their application
Photo-resistor, photodiode, phototransistor - functional principles, examples of applications. LED diodes, opto-couplers, examples of analog circuits with optical coupling.

6. Signal generators
Harmonic generators with LC and RC circuits, crystal controlled oscillators. Generators of non-harmonic signals (triangle, saw-tooth, square wave), flip-flop triggers.

7. Logic operations, digital integrated logic systems
Logic functions, Boole's logical algebra, principles of binary arithmetic. Integrated logic circuits (TTL, CMOS). Examples of combinatory circuits (decoders, multiplexers, comparators, code converters) and sequential circuits (flip-flops, registers, counters).

8. AD and DA conversions
Principles, classification and characteristics of D/A converters. Principles and classification of A/D converters. Examples of applications.

9. Microcomputer and its components
Basic microcomputer architecture, types and properties of buses. Classification of memories (ROM, PROM, EPROM, static and dynamic RAMs). ALU and control unit of microprocessors.

Poslední úprava: T_KEVF (07.05.2005)