Detail předmětu

Elektronika pro informační technologie

IEL Ak. rok 2023/2024 zimní semestr 6 kreditů

Základní pojmy a veličiny v elektrických obvodech. Ustálený stejnosměrný stav v lineárních elektrických obvodech. Princip superpozice. Analýza obvodů pomocí metody zjednodušování, vět o náhradních zdrojích, aplikace Kirchhoffových zákonů, metody smyčkových proudů a uzlových napětí. Analýza přechodových dějů v elektrických obvodech v časové oblasti. Analýza RC, RL a RLC obvodů. Bezeztrátové a ztrátové vedení. Šíření signálů na vedení. Analýza nelineárních elektrických obvodů. Parametry a charakteristiky polovodičových prvků. Polovodičové součástky, bipolární technologie, PN přechod, dioda. Bipolární tranzistory, tranzistor jako spínač. Unipolární tranzistory, hradla TTL a CMOS (logické úrovně, příkon). Operační zesilovače. Číslicově-analogový převodník. Analogově-číslicové  převodníky. Přehled důležitých elektronických obvodů. Mikroelektronika, principy výroby integrovaných obvodů. Metody pro měření elektrických a neelektrických veličin. Moderní měřicí technika. Principy a použití číslicových měřících přístrojů.

Garant předmětu

Koordinátor předmětu

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

  • 39 hod. přednášky
  • 6 hod. seminář
  • 12 hod. laboratoře
  • 8 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 55 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 15 bodů půlsemestrální test (písemná část)
  • 18 bodů laboratoře
  • 12 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Stránky předmětu

Cíle předmětu

Získat přehled a základy využití vybraných metod pro popis a analýzu činnosti elektronických obvodů s  praktickou návazností na informační technologie. Získat podrobné pokyny a informace o bezpečnosti práce s elektrickými zařízeními. Získat praktické znalosti při práci se základními elektronickými obvody v laboratoři.
Schopnost analýzy činnosti elektronických obvodů, které mají praktickou návaznost na informační technologie. Znalost bezpečnostních předpisů pro práci s elektrickými zařízeními.

Proč je předmět vyučován

I když je software nehmotné podstaty, lidstvo stále ještě nemá jiné prostředky než hmotu, aby svoje myšlenky, úvahy a postupy nějak dokázalo uchovat a realizovat. Systémy, navržené člověkem pro ukládání a zpracování informací, jsou však již tak složité, že musí být velmi miniaturizovány, aby s nimi bylo možno pracovat v lidském měřítku. Protože i tak je stále vše "jen" hmota, potřebujeme síly, kterými by bylo možno přesně manipulovat s velice malými částmi hmoty. Takové síly jsme nalezli v silách elektrického pole, kde dokážeme pomocí chytře navržených obvodů velmi přesně zacílit energii a provést manipulace tak jemné, jako s žádnými jinými známými prostředky. Proto jsou dnes počítače v drtivé většině na elektrické bázi. Pro pochopení činnosti počítačů, jejich možností a omezení nezbývá než poznat základní zákonitosti elektrického pole, elektrických obvodů a principy jejich činnosti, které stojí za návrhem složitějších (zejména číslicových) elektronických obvodů.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Předmět je zařazen do zimního semestru prvního ročníku bakalářského studijního programu. U studentů se proto předpokládají pouze běžné znalosti na úrovni střední školy.

Literatura studijní

  • Blahovec, A.: Elektrotechnika I, II, III, Informatorium, Praha 2000
  • Gescheidtová, E.: Základní metody měření v elektrotechnice. Brno, CERM 2000.
  • Láníček, R.: ELEKTRONIKA, obvody-součástky-děje, BEN - technická literatura, Praha 1998
  • Punčochář, J.: Operační zesilovače v elektronice, BEN - technická literatura, Praha 1999
  • Přednášky v provedení PowerPoint

Literatura referenční

  • Murina, M.: Teorie obvodů. Brno, VUTIUM 2000.
  • Brančík, L.: Elektrotechnika I. Brno, skripta FEKT VUT.
  • Sedláček, J., Dědková, J.: Elektrotechnika I - laboratorní a počítačová cvičení. Brno, skripta FEKT VUT.
  • Sedláček, J., Valsa, J.: Elektrotechnika II. Brno, skripta FEKT VUT.
  • Murina, M., Sedláček, J.: Elektrotechnika II - počítačová cvičení. Brno, skripta FEKT VUT.
  • Horowitz, P., Hill, W.: The art of electronics 3rd edition, Cambridge University Press, 2015.

Osnova přednášek

  1. Základní pojmy a veličiny v elektrických obvodech.
  2. Ustálený stejnosměrný stav v lineárních elektrických odporových obvodech (Ohmův zákon, Kirchhoffovy zákony)
  3. Odporové sítě s jedním a více napájecími  stejnosměrnými zdroji, analýza obvodů pomocí metody zjednodušování 
  4. Věty o náhradních zdrojích (Theveninův teorém), metoda smyčkových proudů a uzlových napětí, princip superpozice
  5. Obecný matematický popis obvodů RC, RL, RLC.  RC, RL a RLC obvody s napájecími stejnosměrnými zdroji napětí. Přechodové jevy
  6. Střídavá napětí a Fourierova řada, řešení RLC obvodů.  RLC obvody v impulsním režimu, kmitočtové filtry
  7. Bezeztrátové a ztrátové vedení. Šíření signálů na vedení. Přenos signálů
  8. Polovodičové součástky, bipolární technologie, PN přechod, dioda
  9. Bipolární tranzistory, tranzistor jako spínač  
  10. Unipolární tranzistory, hradla TTL a CMOS (logické úrovně, příkon)
  11. Operační zesilovač (ideální) s váhovými odporovými sítěmi. Číslicově-analogový převodník. Analogově-číslicové  převodníky.
  12. Přehled důležitých elektronických obvodů (napájecí zdroje, stabilizátory, oscilátory, multivibrátory, bistabilní klopný obvod, Schmittův klopný obvod, časovač, komparátor, vysílač, přijímač). Mikroelektronika, principy výroby integrovaných obvodů
  13. Metody pro měření elektrických a neelektrických  veličin. Moderní měřicí technika. Principy a použití číslicových měřících přístrojů

Osnova seminářů

  1. Odporové sítě. Praktická zapojení. Editor a simulátor elektrických obvodů připojených na zdroj  stejnosměrného napětí. Audiovizuální ukázky
  2. RLC obvody, přechodné děje. Praktická zapojení. Editor a simulátor RLC elektrických obvodů připojených na zdroj střídavého napětí. Audiovizuální ukázky
  3. Bipolární technologie, dioda. Praktická zapojení. Audiovizuální ukázky
  4. Bipolární technologie, tranzistor. Praktická zapojení. Audiovizuální ukázky
  5. A/D a D/A převodníky. Audio-vizuální ukázky práce s profesionálními elektronickými přístroji
  6. Přenos signálů. Praktická zapojení. Audiovizuální ukázky

Osnova laboratorních cvičení

  1. Odporové sítě. Praktická zapojení. Editor a simulátor elektrických obvodů připojených na zdroj  stejnosměrného napětí
  2. RLC obvody, přechodné děje. Praktická zapojení. Editor a simulátor RLC elektrických obvodů připojených na zdroj střídavého napětí
  3. Bipolární technologie, dioda. Praktická zapojení ve stejnosměrných a střídavých obvodech. Měření voltampérové charakteristiky diody
  4. Bipolární technologie, tranzistor. Praktická zapojení. Měření voltampérových charakteristik tranzistoru
  5. A/D a D/A převodníky. Audio-vizuální ukázky práce s profesionálními elektronickými přístroji
  6. Přenos signálů. Praktická zapojení 

Osnova ostatní - projekty, práce

Individuální zhodnocení předmětu na vybraných příkladech z oblasti:

  1. Metoda smyčkových proudů
  2. Metoda uzlových napětí
  3. Theveninův teorém
  4. Přechodné děje v RLC obvodech

Průběžná kontrola studia

V průběhu semestru je bodově hodnoceno 6 laboratoří (každá za maximálně 3 body), semestrální projekt (max. 12 bodů) a půlsemestrální zkouška (max. 15 bodů). 


Půlsemestrální a semestrální písemná zkouška: Pro získání bodů ze semestrální zkoušky je nutné zkoušku vypracovat takaby byla hodnocena nejméně 27 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body. Laboratoře jsou dobrovolné. Pro prezenční účast v laboratoři je nutné být proškolen. Zmeškanou laboratoř lze ve výjimečných případech nahradit ke konci semestru po osobní domluvě s cvičícím (náhradní termín laboratoře, individuální projekt apod.). 

Podmínky zápočtu

  • Získání alespoň 3 bodů ze semestrálního projektu a alespoň 6 bodů z laboratoří.

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoKapacitaPSKSkupInfo
Po laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Strnadel
Po laboratoř lichý L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Strnadel
Po laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Strnadel
Po laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Strnadel
Po zkouška 2024-01-29 D0206 D105 10:0011:50 2. termín
Po laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 11:0012:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Beran
Po laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 11:0012:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Beran
Po zkouška 2023-11-13 D0206 14:0014:45 Půlsemestrální zkouška (Po 14:00-14:45, D0206)
Po zkouška 2023-11-13 D105 14:0014:45 Půlsemestrální zkouška (Po 14:00-14:45, D105)
Po přednáška 1., 2., 3., 7., 8., 12., 13. výuky D0206 D105 14:0015:50470 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Růžička
Po přednáška 4., 5., 10., 11. výuky D0206 D105 14:0015:50470 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Peringer
Po přednáška 2023-10-23 D0206 D105 14:0015:50470 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Veigend
Po zkouška 2023-11-13 D105 15:0015:45 Půlsemestrální zkouška (Po 15:00-15:45, D105)
Po laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 17:0018:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Šimek
Po laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 17:0018:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Šimek
Po laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 19:0020:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Goldmann
Po laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 19:0020:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Goldmann
Út laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 15:0016:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Bidlo
Út laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 15:0016:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Bidlo
Út laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 17:0018:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Goldmann
Út laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 17:0018:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Goldmann
Út laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 19:0020:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Strnadel
Út laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 19:0020:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Strnadel
St laboratoř 2., 6., 8., 10. výuky L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Veigend
St laboratoř 3., 5., 7., 9., 13. výuky L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Veigend
St laboratoř 2023-10-11 L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Bidlo
St laboratoř 2023-11-29 L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Šimek
St laboratoř 2023-12-06 L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Šimek
St laboratoř 2., 6., 8., 10. výuky L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Veigend
St laboratoř 3., 5., 7., 9., 13. výuky L306.1 L306.2 09:0010:5021 1BIB 2BIA 2BIB xx Veigend
St laboratoř 2023-10-11 L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Bidlo
St laboratoř 2023-11-29 L306.1 L306.2 09:0010:5021 1BIB 2BIA 2BIB xx Šimek
St laboratoř 2023-12-06 L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Šimek
St laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 11:0012:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Rozman
St laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 11:0012:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Rozman
St zkouška 2023-11-15 D105 14:0014:45 Půlsemestrální zkouška (St 14:00-14:45, D105)
St přednáška 1., 2., 3., 13. výuky D105 14:0014:50470 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Šátek
St přednáška 4., 5., 6., 10., 11. výuky D105 14:0014:50470 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Peringer
St přednáška 7., 8., 12. výuky D105 14:0014:50470 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Růžička
St zkouška 2023-11-15 D105 15:0015:45 Půlsemestrální zkouška (St 15:00-15:45, D105)
St seminář 1., 2., 3., 4., 10., 11. výuky D105 15:0015:50317 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Šátek
St seminář 2023-10-25 D105 15:0015:50317 1BIA 2BIA 2BIB xx 10 - 29 Veigend
St laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 17:0018:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Rozman
St laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 17:0018:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Rozman
St laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 19:0020:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Rozman
St laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 19:0020:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Rozman
Čt laboratoř 3., 5., 7., 9., 11. výuky L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Bidlo
Čt laboratoř 4., 6., 8. výuky L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Bidlo
Čt laboratoř 10., 12. výuky L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Veigend
Čt laboratoř 2023-12-14 L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Veigend
Čt laboratoř 3., 5., 7., 9., 11. výuky L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Bidlo
Čt laboratoř 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Bidlo
Čt laboratoř 2023-12-14 L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Strnadel
Čt zkouška 2024-02-15 A218 11:0012:50 náhradní termín
Čt laboratoř 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 11:0012:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Nečasová
Čt laboratoř 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 11:0012:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Nečasová
Čt zkouška 2023-11-16 D0206 13:0013:45 Půlsemestrální zkouška (Ct 13:00-13:45, D0206)
Čt zkouška 2023-11-16 D105 13:0013:45 Půlsemestrální zkouška (Ct 13:00-13:45, D105)
Čt laboratoř 3., 5., 7., 9., 11. výuky L306.1 L306.2 13:0014:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Šimek
Čt laboratoř 4., 6., 8., 12. výuky L306.1 L306.2 13:0014:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Šimek
Čt laboratoř 2023-11-23 L306.1 L306.2 13:0014:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Veigend
Čt laboratoř 2023-12-14 L306.1 L306.2 13:0014:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Veigend
Čt přednáška 1., 3., 4. výuky D0206 D105 13:0015:50470 1BIB 2BIA 2BIB xx 30 - 49 Růžička, Šátek
Čt přednáška 5., 6., 10., 11. výuky D0206 D105 13:0015:50470 1BIB 2BIA 2BIB xx 30 - 49 Peringer
Čt přednáška 7., 8., 12., 13. výuky D0206 D105 13:0015:50470 1BIB 2BIA 2BIB xx 30 - 49 Růžička
Čt zkouška 2023-11-16 D105 14:0014:45 Půlsemestrální zkouška (Ct 14:00-14:45, D105)
Čt laboratoř 3., 5., 7., 9., 11. výuky L306.1 L306.2 15:0016:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Šimek
Čt laboratoř 4., 6., 8., 12. výuky L306.1 L306.2 15:0016:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Šimek
Čt laboratoř 2023-11-23 L306.1 L306.2 15:0016:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Veigend
Čt laboratoř 2023-12-14 L306.1 L306.2 15:0016:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Veigend
Čt seminář 1., 3., 4., 5., 10., 11. výuky D0206 D105 16:0016:50470 1BIB 2BIA 2BIB xx 30 - 49 Šátek
laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Beran
laboratoř 3., 5., 7., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 07:0008:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Beran
zkouška 2024-01-19 D0206 D0207 D105 E112 09:0010:50 1. termín
laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Rozman
laboratoř 3., 5., 7., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 09:0010:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Rozman
zkouška 2024-01-05 A112 A113 D0206 D0207 D105 E105 E112 10:0011:50 řádná
laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 11:0012:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Nečasová
laboratoř 3., 5., 7., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 11:0012:5020 1BIA 2BIA 2BIB xx Nečasová
zkouška 2024-01-05 A112 D0206 D0207 D105 E105 E112 12:0013:50 řádná
laboratoř 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky L306.1 L306.2 13:0014:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Beran
laboratoř 3., 5., 7., 11., 13. výuky L306.1 L306.2 13:0014:5020 1BIB 2BIA 2BIB xx Beran

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru