Předmět: Elektronika a měření

» Seznam fakult » FM » ITE
Název předmětu Elektronika a měření
Kód předmětu ITE/EM
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Mader Zbyněk, Ing. Ph.D.
  • Plíva Zdeněk, prof. Ing. Ph.D.
  • Holada Miroslav, Ing. Ph.D.
  • Petržílka Leoš, Ing.
Obsah předmětu
Témata přednášek: 1. Základní elektronické prvky a obvody (RLC+Diody) 2. Přehled a parametry základních pasivních prvků, polovodiče, P-N přechod, usměrňovače, stabilizátory, úprava analogových signálů - usměrnění a stabilizace. 3. Základní prvky pro zpracování a úpravu analogových signálů 4. Polovodiče - tranzistory, parametry, charakteristiky; Operační zesilovač, vlastnosti, charakteristiky, zapojení s OZ. 5. Úvod do číslicové elektroniky 6. Charakteristika číslicových signálů, základní logické operátory, zápis logických funkcí, číselné soustavy, kódy; základní logické obvody. 7. Kombinační logické obvody 8. Pravdivostní tabulka, realizace úloh se základními logickými obvody; dekodér, multiplexor, realizace úloh s těmito obvody. 9. Sekvenční logické obvody, princip realizace, R-S obvod, hladinový D-klopný obvod, Master/Slave obvody; registry, čítače paměti a jejich rozdělení; postup návrhu automatů, 10. Řídící systémy s číslicovým zpracováním signálů 11. Převodníky, sběrnice, rozhraní počítačů a připojování periferií, systémy pro měření a regulaci, snímače; návrh a výroba elektronických zařízení Program cvičení : 1. Bezpečnost práce. Měření napětí (střední a efektivní hodnota) a proudů, měření frekvence; seznámení s měřícími přístroji. představení přístrojů na pracovišti včetně základní obsluhy: multimetr, osciloskop, generátor, milivoltmetr. 2. Měření obvodů z pasivních součástek. Vlastnosti odporového děliče, chování kondenzátoru a funkce usměrňovače napětí. Práce s multimetry, generátorem a osciloskopem. 3. Měření tranzistorového spínače a Wheatstonův můstek s fotoodporem. 4. Operační zesilovač a možnosti jeho použití. Hardwarový generátor PWM. 5. Zapojení s operačním zesilovačem (OZ jako napěťový sledovač, zpětnovazební zapojení, analogový integrátor). 6. Parametry pasivních snímačů. Charakteristiky logických hradel. Logické prvky stavebnice DOMINO. 7. Realizace zadaných logických funkcí pomocí hradel NAND, multiplexoru a dekodéru. Řešení kombinační úlohy pomocí hradel NAND, multiplexeru a dekodéru. 8. Sekvenční obvody - klopné obvody RS a D, obvody typu Master-Slave 9. Integrované čítače, paměti a jejich aplikace v logickém řízení (řízení křižovatky). 10. Měření na převodnících D/A a A/D, užití binárního a hexadecimálního kódu. 11. Využití ADC/DAC, měřící řetězec. 12. Práce s mikrokontrolérem, připojení snímačů. 13. Realizace PWM, ADC, I/O mikrokontrolerem. 14. Zápočet.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Laboratorní praktika
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
Výstupy z učení
Předmět se zabývá základy analogové a číslicové elektroniky na výkladu funkce, vlastností a aplikace základních prvků (pasivní součástky, tranzistory bipolární a unipolární, operační zesilovače, hradla a klopné obvody) a nejjednodušších obvodů (zesilovač, oscilátor, registr, čítač, paměť). Dále je představen proces analogově-digitálního a digitálně-analogového převodu (ADC a DAC) z hlediska hardwarové realizace. Studenti jsou také seznámeni se základními typy snímačů. V závěru kurzu se studenti seznámí s využitím mikrokontroleru v měřícím řetězci.
Teoretické poznatky a praktické dovednosti z požadované oblasti
Předpoklady
Podmínka registrace: znalosti na úrovni předmětu ELE (Elektrotechnika)

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška, Ústní zkouška, Písemná zkouška

Cvičení : každý student si vede svůj laboratorní deník, který může (ale nemusí) založit na formulářích k jednotlivým cvičením Měření : Kompletní zpracování řešených úloh (schéma, tabulky, příklad výpočtu, grafy, závěry) Zapojování : realizace funkčních obvodů na každém cvičení a předvedení funkčnosti Uznávání zápočtu: v případě opakovaného zápisu předmětu lze uznat zápočet z předcházejícího školního roku.
Doporučená literatura
  • Bernard, J. M. - Hugon, J. Od logických obvodů k mikroprocesorům. SNTL, Praha 1986..
  • Ďaďo, S. - Kreidl, M. Senzory a měřicí obvody. Praha 1996..
  • Novák, O. - Doležal, I. - Nouza, J. - Kolář, M. Elektronika. Skriptum TUL, Liberec 2001, ISBN 80-7083-499-4.
  • Ripka P., Tipek A. Master Book on Sensors. Part A,B.. ČVUT, Škoda Auto, 2003. ISBN 80-7300-129-2.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta strojní Studijní plán (Verze): Strojní inženýrství (1) Kategorie: Strojírenství a strojírenská výroba 3 Doporučený ročník:3, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta strojní Studijní plán (Verze): Strojní inženýrství (1) Kategorie: Strojírenství a strojírenská výroba 3 Doporučený ročník:3, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Aplikované vědy v inženýrství (2016) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Letní