Skripta Analogové el.obvody-počítačová cvičení

vé elektronické obvody – počítačová cvičení“ je studijním textem
stejnojmenného povinného předmětu studijního oboru „Mikroelektronika a technologie“
tříletého bakalářského studijního programu „Elektrotechnika, elektronika, komunikační a
řídicí technika“. Navazuje na skripta „Analogové elektronické obvody – přednášky“. Předmět
je dále zabezpečen elektronickými texty „Analogové elektronické obvody – laboratorní
cvičení“.
2 Zařazení předmětu ve studijním programu
Předmět „Analogové elektronické obvody“ je vyučován v zimním semestru 2. ročníku
v rozsahu 39 hodin přednášek a 39 hodin cvičení, čemuž odpovídá jeho ohodnocení sedmi
kredity. Předmět je zakončen zápočtem a zkouškou.
Nejdůležitější předměty 1. ročníku, na které tento předmět obsahově navazuje, jsou
„Elektrotechnika 1“, „Elektrotechnika 2“ a „Elektronické součástky“, z volitelných oborových
předmětů pak „Mikroelektronické praktikum“. Předpokládá se aktivní znalost základních
zákonů a principů teoretické elektrotechniky, metod analýzy lineárních a nelineárních
obvodů, jakož i znalost vlastností a funkce základních elektrotechnických součástek.
Pokud jde o navazování na předměty Matematika 1-2“, v předmětu „Analogové
elektronické obvody“ je používán matematický aparát pro popis a analýzu lineárních a
nelineárních elektrických obvodů. To představuje práci se soustavami lineárních a
nelineárních algebraických rovnic při analýze odporových obvodů a práci s diferenciálními
rovnicemi při řešení obvodů setrvačných. Lineární diferenciální rovnice budou formálně
převáděny na algebraické prostřednictvím názorového, resp. operátorového počtu. Nelineární
rovnice budou řešeny numerickými iteračními metodami. O těchto metodách je třeba mít
alespoň uživatelský přehled ve smyslu globálního porozumění mechanismů jejich fungování.
2.1 Úvod do studia elektronického textu
Praktická výuka v předmětu „Analogové elektronické obvody“ (AEO) sestává z
numerických, počítačových a laboratorních cvičení (NC, PC a LC). Trojice NC+PC+LC je
rozvrhově plánována pro všechny studijní skupiny v uvedeném pořadí s cílem nejprve
teoreticky rozebrat a navrhnout elektronický obvod, pak simulovat různé jeho vlastnosti v
počítačové laboratoři, a nakonec realizovat jeho funkční vzorek a na něm ověřit, zda obvod
funguje tak jak má. Pro studenty je povinné absolvování všech PC a LC, nicméně pro jejich
úspěšné absolvování jsou potřebné znalosti a konkrétní data, získaná v předchozích
numerických cvičeních.
Simulace obvodů v počítačových cvičeních probíhá na evaluační verzi programu
MicroCap 7, kterou si studenti mohou stáhnout z www.spectrum-soft.com. V některých
úlohách je využíván i program SNAP 2.6, jehož omezená funkční demoverze je dostupná na
www.feec.vutbr.cz/UREL/snap. V laboratorních cvičeních si studenti sestavují měřený obvod
na kontaktním propojovacím poli.
5 FEKT Vysokého učení technického v Brně

Pro účely zápisu a vyhodnocování výsledků z „NC+PC+LC“ musí mít každý student
založen samostatný pracovní sešit. Každá z úloh se v něm objeví „natřikrát“ v uvedeném
pořadí: nejprve poznámky z numerického cvičení (návrhové postupy a výsledky), pak vlepené
zadání „PC+LC“, příprava na „PC+LC“ a nakonec vypracování se závěry. Obsah přípravy,
jakož i vyhodnocení simulací a měření jsou přesně vymezeny v zadání úlohy v rámečcích s
nadpisy „Požadovaná příprava v pracovních sešitech před zahájením cvičení“ a „Povinné
výstupy v pracovních sešitech“. Student je z každého cvičení hodnocen za splnění/nesplnění
přípravy na hodinu („Požadovaná příprava…“), za svoji aktivitu a šikovnost během cvičení a
za splnění bodů „Povinné výstupy…“. Přijde-li např. student nepřipraven (příp. zapomene
sešit apod.), pracuje ve dvojici a pouze na kus papíru zapisuje výsledky, které změří jeho
kolega, pak moc bodů na hodině nezíská.
V skriptech naleznete zadání všech počítačových cvičení. Těmto zadáním jsou
předřazeny dvě kapitoly, v nichž jsou podány stručné návody, jak pracovat s programy SNAP
2.6 a MicroCap 7.
Další informace o předmětu, jakož i návody na cvičení v elektronické formě, jsou k
dispozici na www.vabo.cz/stranky/biolek.
2.2 Vstupní test
Průchod následujícím „autotestem“ vám ukáže, nakolik vaše současné znalosti
odpovídají vstupním požadavkům k studiu předmětu. Výsledky jsou uvedeny v dodatku 5.1.1.
Vyznačte správnou odpověď (ke každé otázce existuje právě jedna):
č. obvod otázka varianty odpovědí
Napětí U
X
je a) 2V, b) 3V, c) 4V, d) -6V
Napětí U
Y
je a)-2V, b) -3V, c) -4V, d) 6V
Proud I
X
je a) I
X
>I
Y
, b) I
X