|
|
Methods of Numerical Inversion of Laplace Transforms for Electrical Engineering and Their Applications
Al-Zubaidi R-Smith, Nawfal ; Machado,, José Tenreiro (oponent) ; Biolek, Dalibor (oponent) ; Brančík, Lubomír (vedoucí práce)
Numerical inverse Laplace transform (NILT) methods have become a fundamental part of the numerical toolset of practitioners and researchers in a large number of science and engineering fields, especially in the electrical engineering applied domain. Mainly, NILT techniques assist in getting the time-domain simulations in related applications, e.g. solving ordinary differential equations as those appearing when solving lumped-parameter circuits, solving partial differential equations as in linear distributed-parameter systems or those emerging while investigating signal integrity issues. Generally, most available 1D NILT methods are very specific, i.e. they perform well on a few types of functions and hence on a limited number of applications; thus the aim of this research is to provide a broad treatment of such numerical methods, the development of universal NILT method and its expansion to multidimensional NILT which can cover a wide field of applications and could provide a practical mechanism for a better diagnosis and analysis of time domain simulations. The reach of the ideas is presented by discussing a wide range of case studies and applications; for example, the NILT methods are applied in solving transmission lines, including multiconductor ones, and even for the solution of weakly nonlinear circuits while utilizing multivariable NILTs. With the assistance of the NILT method, an advantage of including frequency dependent parameters and using fractional order elements in their respective models can be done in a very accurate and simple manner.
|
|
|
Modelování a analogová realizace memristoru
Teska, Tomáš ; Kolka, Zdeněk (oponent) ; Biolek, Dalibor (vedoucí práce)
V této bakalářské práci se zabývám analogovou implementací memristoru - pasivní fundamentální součástky, jejíž existenci předpověděl v roce 1971 Leon Chua. Nejprve jsou shrnuty základní informace a vlastnosti memristoru. V dalších částech pak možnosti jeho analogové realizace od návrhu a simulací až po měření na funkčních vzorcích. Dvě varianty analogového modelu, založené na bázi moderních aktivních prvků, jsou vybrány k praktické realizaci.
|
|
|
Aktivní kmitočtové filtry pro vyšší frekvence
Fröhlich, Lubomír ; Dostál, Tomáš (oponent) ; Biolek, Dalibor (oponent) ; Sedláček, Jiří (vedoucí práce)
Práce pojednává o syntéze a optimalizaci kmitočtových analogových filtrů s moderními aktivními prvky užitých pro vyšší frekvence. Práce je rozdělena do tří částí, první část se zabývá problematikou týkající se kombinované ARC struktury Leap-Frog. Tato metoda není vzhledem k složitému návrhu řádně popsána a využívána v praktické rovině, přestože vykazuje např. nízké citlivosti. Pro rozšíření této metody byla nejprve provedena kompletní analýza jednotlivých typů filtrů pro zakončení typu a T a následné poznatky byly využity při implementaci této metody do programu NAF. V závěru byly zrealizovány vzorky reálných filtrů pro ověření funkčnosti a správného návrhu. Dalším velice zajímavým tématem v oblasti filtrů je využití vázaných pásmových propustí pro malé šířky pásma, kde je především nutné řešit problematiku týkající se poměru hodnot stavebních prvků, ale také ceny, kvality, rozměru cívek, citlivostí, činitelů jakosti, koeficientů atd. Proto se v praxi velice často nahrazuje cívka v obvodech RLC jinými ekvivalentními ztrátovými nebo bezeztrátovými bloky, které vytvářejí strukturu filtrů ARC. Zde byl především popsán návrh a možnost využití ztrátových uzemněných prvků jako jsou syntetické induktory a kmitočtově závislé negativní rezistory. Součásti návrhu jsou jednotlivé počítačové citlivostní analýzy, vymezení pásma použitelnosti a porovnání vlastností jednotlivých ztrátových uzemněných bloků. Kromě toho byl vytvořen pro tyto prvky program, který slouží k rychlému návrhu a zobrazení modulových a fázových kmitočtových charakteristik. Třetí část se zabývá využitím laditelných univerzálních filtrů obsahující tři či více operačních zesilovačů, čímž je zajištěna jejich univerzálnost a možnost vytvářet různé druhy přenosových charakteristik. V praxi jsou nejvíce využívány dva typy univerzálních filtrů, a to Akerberg - Mossberg a Kerwin - Huelsman - Newcomb, ke kterým bylo vztaženo porovnávání dalších méně známých univerzálních filtrů. V závěru byla ukázána možnost digitálního ladění univerzálního filtru pomocí digitálních potenciometrů pro filtr 10. řádu a kmitočet okolo 1 MHz.
|
|
|
Memristor s PWL charakteristikou
Holas, Jiří ; Hájek, Karel (oponent) ; Biolek, Dalibor (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá analogovou emulací memristorové paměti s po částech lineární charakteristikou typu náboj-tok, která je navrhována do moderních digitálních pamětí. V první části dokumentu jsou shrnuty základní poznatky a vlastnosti memristoru pro správné modelování. V dalších částech je popsáno obvodové řešení a počítačová simulace. Připojen je i návrh desky plošných spojů a výsledky měření na prototypu emulátoru memristoru.
|
|
|
Nízkopříkonové emulátory prvků vyššího řádu
Teska, Tomáš ; Brzobohatý, Jaromír (oponent) ; Biolek, Dalibor (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na emulaci prvků vyšších řádů pomocí transformačních mutátorů, které v roce 1971 popsal Leon Chua. V práci je uveden postup návrhu mutátorů od jejich matematického popisu až po syntézu konkrétních zapojení. Obvodová řešení jsou založena na využití moderních obvodových principů s cílem dosažení optimálních výsledných parametrů. Mutátory jsou realizovány v podobě sady osmi inkrementálních modulů. Jejich kaskádním spojováním je pak možné emulovat libovolné prvky z periodické tabulky prvků vyšších řádů. Navržená řešení jsou testována pomocí počítačových simulací a ověřována měřeními.
|
|
|
SPICE model of LDMOS structure
Loginov, Dmitrii ; Biolek, Dalibor (oponent) ; Hejátková, Edita (vedoucí práce)
In this bachelor thesis, comparison of Lateral Double-diffused MOS against conventional MOS structure is presented. Anomalous effects, issues that this high-voltage device brings to modeling and characterization, and theoretical analysis of this type of structure are described in the first chapter. Next part of this project is focused on possible approaches in characterization that is used in the semiconductor industry, of LDMOS. The BSIM methodology, described in chapter two, has been chosen to create a DC and CV model of an n-type LDMOS device measured at the ON semiconductor laboratory. The steps of characterization, such as measurement, tuning of characteristics to an optimized BSIM4 parameter set are reported in the last chapters of this work.
|
|
|
Methods of Numerical Inversion of Laplace Transforms for Electrical Engineering and Their Applications
Al-Zubaidi R-Smith, Nawfal ; Machado,, José Tenreiro (oponent) ; Biolek, Dalibor (oponent) ; Brančík, Lubomír (vedoucí práce)
Numerical inverse Laplace transform (NILT) methods have become a fundamental part of the numerical toolset of practitioners and researchers in a large number of science and engineering fields, especially in the electrical engineering applied domain. Mainly, NILT techniques assist in getting the time-domain simulations in related applications, e.g. solving ordinary differential equations as those appearing when solving lumped-parameter circuits, solving partial differential equations as in linear distributed-parameter systems or those emerging while investigating signal integrity issues. Generally, most available 1D NILT methods are very specific, i.e. they perform well on a few types of functions and hence on a limited number of applications; thus the aim of this research is to provide a broad treatment of such numerical methods, the development of universal NILT method and its expansion to multidimensional NILT which can cover a wide field of applications and could provide a practical mechanism for a better diagnosis and analysis of time domain simulations. The reach of the ideas is presented by discussing a wide range of case studies and applications; for example, the NILT methods are applied in solving transmission lines, including multiconductor ones, and even for the solution of weakly nonlinear circuits while utilizing multivariable NILTs. With the assistance of the NILT method, an advantage of including frequency dependent parameters and using fractional order elements in their respective models can be done in a very accurate and simple manner.
|
|
|
Analogové elektronické obvody obsahující prvky neceločíselného řádu
Borisov, Egor ; Biolek, Dalibor (oponent) ; Musil, Vladislav (vedoucí práce)
V této práci je prezentován v současné době nový element v elektronice - filtr fraktálního řádu, skládající se z fraktálních prvků. V práci jsou prezentovány a analyzovány vybrané fraktální obvody. Je proveden výpočet základních charakteristik a parametrů filtru, který se skládá z fraktálních prvků. Jsou diskutovány obvodové funkce a jejich kmitočtové závislosti. Simulace filtru pro návrh byla provedena v programu Matlab. Grafy kmitočtových závislostí (modulová a fázová charakteristika) byly simulovány v programu OrCAD. Jsou uvedeny příklady použití filtrů fraktálního řádu.
|
|
|
Memristor s PWL charakteristikou
Holas, Jiří ; Hájek, Karel (oponent) ; Biolek, Dalibor (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá analogovou emulací memristorové paměti s po částech lineární charakteristikou typu náboj-tok, která je navrhována do moderních digitálních pamětí. V první části dokumentu jsou shrnuty základní poznatky a vlastnosti memristoru pro správné modelování. V dalších částech je popsáno obvodové řešení a počítačová simulace. Připojen je i návrh desky plošných spojů a výsledky měření na prototypu emulátoru memristoru.
|
|
|
Emulátor memkapacitoru
Weiss, Lukáš ; Hájek, Karel (oponent) ; Biolek, Dalibor (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je navrhnout emulátor memkapacitoru s po částech lineární (PWL) charakteristikou. Memkapacitor se řadí mezi mem-součástky, které byly postulovány v 70. - 80. letech minulého století Leonem Chuou. Objevem memristoru v roce 2008 v laborato- řích HP se k mem-součástkám a mem-systémům obrátila pozornost velké části elektrotech- nického světa. V první části jsou shrnuty základní informace o mem-systémech. V druhé části je rozebráno několik možností řešení analogového emulátoru memkapacitoru. V třetí části je vybráno řešení, které je následně simulováno v programu PSPICE s použitím konkrétních modelů moderních aktivních integrovaných součástek. V posledním oddílu je navržené ob- vodové řešení realizováno na desce plošných spojů a chování tohoto systému je změřeno a porovnáno s výsledky z části simulací.
|
host ::
RSS.