|
|
Digitálně řízený rezistor
Sedlář, Petr ; Petržela, Jiří (oponent) ; Šotner, Roman (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem řídících obvodů pro ovládání digitálních potenciometrů a jejich aplikací v analogových systémech. Digitální potenciometry jsou rezistory se třemi vývod, kde prostřední je proveden jako nastavitelný. Digitální potenciometry umožňují řídit součástky jako jsou logické členy, obvody LED a LCD, analogové přepínače a další. Řízení výše uvedených součástek je možné přes I2C, což je dvojvodičová sériová sběrnice od firmy Philips. Digitální potenciometry jsou použity k řízení charakteristické frekvence a činitele jakosti v univerzálním filtru a k řízení charakteristické frekvence v pasivním filtru. Oba filtry jsou simulovány v programu PSpice a porovnány s výsledky měření. Dalšími součástmi diplomové práce jsou počítačový program a vzorový protokol o měření.
|
|
|
Fázovací obvody s moderními funkčními bloky
Horák, Ondřej ; Petržela, Jiří (oponent) ; Dostál, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje fázovacím článkům. Postupně bude rozebrán princip fázovacích článků, jejich vlastnosti, návrh n-tého řádu těchto obvodů a následně budou vybrány a popsány některé funkční bloky, pomocí kterých se dají tyto struktury vytvářet. Dále budou FO navrženy a podrobeny simulaci v programu OrCAD PSpice. Nejdříve budou analýzy prováděny s ideálními prvky a potom s prvky reálnými. Dále bude provedena citlivostní, toleranční analýza a bude zkoumán vliv parazitních jevů na parametry obvodu. Po těchto experimentech bude proveden návrh desky plošných spojů. Pro návrh bude vybráno zapojení, které bude vykazovat nejlepší parametry.
|
|
|
Laboratorní přípravek s analogovou výpočetní jednotkou AD538
Hruboš, Zdeněk ; Slezák, Josef (oponent) ; Petržela, Jiří (vedoucí práce)
Analogové násobičky jsou obvody, které realizují násobení dvou analogových signálů. Můžou být vytvořeny vhodným zapojením diskrétních součástek (dle funkce). V dnešní době se však z pravidla jedná o integrované obvody, s předem danou funkcí, jejichž vnitřní struktura je tvořena komplexem obvodů s operačními zesilovači a dalšími pomocnými obvody. Tyto obvody se vyznačují vysokou přesností aritmetických operací, která je ve většině případů lepší než 1%. Analogové násobičky se používají v takových případech, kdy je potřeba realizovat násobení, dělení, umocňování, odmocňování a zlogaritmování analogových signálů. Dále se používají v obvodech pro násobení kmitočtu, posouvání mezní frekvence filtrů, amplitudové modulace, detekce fázového úhlu dvou signálu se stejnou frekvencí, atd. V této práci se budeme zabývat analogovou násobičkou AD538 od firmy Analog Device. Jedná se o monolitický, v reálném čase pracující výpočtový obvod, který pracuje jen v jednom kvadrantu (obě napětí mají jen jednu polaritu). Jako základní funkce poskytuje velmi přesné analogové násobení, dělení a umocňování signálů.
|
|
|
Metody analýzy přenosových struktur v časové oblasti.
Lábsky, Balázs ; Petržela, Jiří (oponent) ; Brančík, Lubomír (vedoucí práce)
Práce se zabývá metodami analýzy přenosových struktur v časové oblasti. Po prostudování základní problematiky jsou navrženy způsoby modelování a simulace jednoduchých přenosových struktur v elektrotechnice. Při analýze přechodných jevů mohou být využitý dvě základní metody: metoda stavových proměnných a metoda FDTD (Finite - Difference Time - Domain). FDTD metoda může být užívaná pro řešení parciálních diferenciálních rovnic v časové oblasti, například pro řešení rovnic přenosových vedení. Táto metoda je velmi účinná a podává uspokojivé výsledky v případě lineárních i nelineárních vedení s jediným "živým" vodičem. Metoda může být snadno naprogramována v Matlabu.
|
|
|
Band Gap - přesná napěťová reference
Bubla, Jiří ; Petržela, Jiří (oponent) ; Kolka, Zdeněk (vedoucí práce)
Projekt je zaměřený na návrh přesné napěťové reference Bandgap v technologii monolitických integrovaných obvodů. Tento obvod se vyznačuje velmi nízkým teplotním koeficientem v řádu jednotek ppm/°C a napětím blízkým 1,205V. Práce obsahuje podrobné odvození funkce, několik principiálních zapojení, metody kompenzace závislosti referenčního napětí na teplotě a procesních vlivech, návrh Brokawovy a Gilbertovy reference, návrh testovacího čipu pro měření parametrů Brokawovy reference a výsledky měření.
|
|
|
Elektronicky řiditelný aktivní filtr 2. řádu
Ševčík, Břetislav ; Petržela, Jiří (oponent) ; Šotner, Roman (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřená na problematiku využití digitálně řízených prvků ve formě digitálních potenciometrů v analogových obvodech. Koncepce digitálního řízení je demonstrována na návrhu elektronicky řiditelného aktivního filtru 2.řádu typu dolní propust ve struktuře Sallen-Key a digitálně řízeném oscilátoru. Navržený obvod aktivního filtru umožňuje kromě přesného ladění mezního kmitočtu, také pomocí změny zesílení aktivního prvku v něm obsaženém měnit typ aproximace modulové přenosové charakteristiky filtru. Komplexní rozbor vlastností a chování obvodů je nejprve podrobeno simulacím v PSpice a dále jsou diskutovány i možné parazitní projevy v samotném obvodu. Praktická realizace tohoto i dalších obvodů a experimentální vyhodnocení je zaměřené na rozbor vlastností a chování digitálně řízených potenciometrů v závislosti na měnících se vstupních parametrech obvodu. V práci jsou dále představena hotová řešení nezbytných řídících přípravků, které s navrženým laboratorním přípravkem tvoří kompaktní celek komunikačního řetězce pro obsluhu digitálně řízených prvků. Po stránce Softwarové je k dispozici univerzální řídící program Digipot zaměřený na komplexní obsluhu všech digitálních potenciometrů vyráběných koncepčně pro rozhraní I2C, SPI a Up / Down. Konstrukční náležitosti realizovaného přípravku jsou uvedeny na konci práce. Programové vybavení je dostupné na přiloženém CD.
|
|
|
Laboratorní úloha zaměřená na obvody se spínanými kapacitory
Urban, Lukáš ; Šotner, Roman (oponent) ; Petržela, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na důkladné seznámení se s principy funkce obvodů se spínanými kapacitory (SC-Switched Capacitor) a s možností jejich aplikace převážně v kmitočtových filtrech, popř. generátorech signálů. Úvodem práce je pojednáno o historii vzniku a prvních zmínkách obvodů se spínanými kapacitory. Jsou zde uvedeny odkazy na první vědecké práce a vědce, kteří se touto problematikou zaobírali. Blíže je rozebrána prvotní Maxwellova myšlenka nahrazení ztrátového prvku (rezistoru) v elektrickém obvodu bezeztrátovým prvkem (spínaným kapacitorem). V další kapitole této práce jsou uvedeny druhy spínání kondenzátorů a jejich využití v jednoduchých RC filtrech, v konstrukcích invertujících nebo neinvertujích integrátorů a jejich uplatnění v složitějších filtrech vyšších řádů. Zmíněny jsou i jejich výhody a nevýhody oproti obvodům složených výhradně z diskrétních součástek. Jako velmi elementární zapojení je zmíněna spínaná dolní propust realizovaná analogovým multiplexerem 4053. Dále pak pomocí integrovaného obvodu LTC1043, jehož struktura a vlastnosti jsou v práci detailně rozebrány a popsány, byly navrženy a následně odsimulovány v programu OrCAD PSpice v.10 jednoduché filtry 1. řádů: pasivní RC dolní, horní propust a zapojení invertujícího a neinvertujícího integrátoru. Další kapitola se zabývá IO filtry vyšších řádů a blíže je v ní rozebrána struktura a vlastnosti integrovaného filtru LTC1060. Kromě tohoto IO jsou zde uvedeny další méně komerčně dostupné integrované filtry od společností Linear Technology a MAXIM. Hlavním cílem diplomové práce bylo navrhnout laboratorní přípravek a sestavit laboratorní úlohu zaměřenou na obvody se spínanými kapacitory. Laboratorní přípravek byl navržen s integrovanými obvody LTC1043 a LTC1060, pomocí kterých jsou demonstrovány: pasivní a aktivní integrátor, pásmová propust 2. řádu a pásmová propust 4. řádu s Chebyshevovou aproximací.
|
|
|
Modelování netradičních funkčních bloků v Pspice
Zetík, Rostislav ; Brančík, Lubomír (oponent) ; Petržela, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce na téma Modelování netradičních funkčních bloků v PSpice se zabývá postupy při návrhu modelů elektronických prvků a měla by pomoci při jejich tvorbě. Práce na začátku teoreticky popisuje, jakým způsobem se modely vytváří a jaké možnosti pro modelování nabízí program PSpice. Jsou přiblíženy jednotlivé úrovně modelu a jejich vlastnosti. Druhý hlavní blok prakticky krok za krokem ukazuje postupy návrhu modelů operačního zesilovače, proudových a napěťových konvejorů, OTA, CDTA, imitančního invertoru a konvertoru a logaritmického zesilovače. Jsou vytvořeny modely až do 4. úrovně, tedy ideální, rezistivní, kmitočtově závislé a nelineární. Tím jsou namodelovány základní přenosové vlastnosti, vstupní a výstupní impedance. Vytvořené modely s dostatečnou přesností odpovídají parametrům komerčních prvků. Práce také ukazuje možnosti programu pro nalezení hodnot součástek modelu jako krokování nebo nástroj Optimizer.
|
|
|
Model stárnutí unipolárního tranzistoru
Soukal, Pavel ; Kolka, Zdeněk (oponent) ; Petržela, Jiří (vedoucí práce)
S neustálým vývojem v bezdrátových komunikacích je v posledních letech žádoucí integrace rádio-frekvenčních a komunikačních obvodů do jednoho čipu. Technologie CMOS se postupem času neustále vyvíjí, a proto se stává více atraktivní pro realizaci implementace systému do jediného čipu. CMOS tranzistory jsou však stále zmenšovány, a proto ve vzrůstajícím elektrickém poli významně roste efekt horkých přepravců (HCI). Pokud je oxid zmenšen na méně než 5 nm je zde pravděpodobnost měkkého nebo tvrdého selhání oxidu (S/HBD). Výsledkem generování těchto oxidových pastí je dlouhodobá odchylka od normálního výkonu, která souvisí se spolehlivostí zařízení a obvodů. Se zmenšováním a rostoucími ztrátami na výkonu se provozní teplota značně zvyšuje. Další problém ve spolehlivosti zařízení je teplotní nestabilita pracovního bodu (NBTI) způsobená pastmi pod vysokou teplotou a záporným napětím hradla, které vzniká při zvýšené operační teplotě zařízení. Extrakce parametrů je velmi důležitou součásti procesu modelování elektronických součástí, protože hledá hodnoty neznámých parametrů matematického modelu, který modeluje fyzikální závislosti dané součástky. Potíž je, že problém extrakce je špatně postavenou úlohou, jejíž řešení je obtížné. Tato diplomová práce také ukazuje extrakci (vyjmutí) parametru, metodiku optimalizace a ověřování těchto poznatků na matematických modelech MOSFET tranzistoru (LEVEL1, LEVEL2 a LEVEL3). Uvedená nelineární metoda je založena na metodě nejmenších čtverců, kterou řešíme Levenberg - Marquardtovým algoritmem.
|
|
|
Vícefunkční přeladitelný aktivní filtr.
Šotner, Roman ; Petržela, Jiří (oponent) ; Dostál, Tomáš (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem ARC multifunkčních filtrů používajících moderní funkční bloky. Tyto bloky jsou například rychlé napěťové operační zesilovače (OZ), transadmitanční zesilovače (OTA), proudové konvejory (CCII) nebo proudové analogové násobičky, transimpedanční zesilovače (CFA), integrované obvody se stavebními bloky na principu spínaných kapacitorů a digitální potenciometry. Zapojení filtrů jsou studována s ideálními obvodovými modely aktivních bloků a s modely 3. úrovně založenými na napětím řízených zdrojích napětí, napětím řízených zdrojích proudů atd. Používané profesionální makromodely jsou například LT 1364 (Linear Technology), EL 2045 (Intersil), LT 1228 (Linear Technology), LM 13700 (National Semiconductor), EL 2082 (Intersil), AD 844 (Analog Devices) a další. Zapojení navržených filtrů jsou podrobena simulacím v PSpice, kde jsou studovány parazitní vlastnosti a vliv reálných funkčních bloků. Simulacemi jsou zkoumány a ověřovány možnosti elektronického ladění a řízení parametrů těchto filtrů. Vlastnosti některých simulovaných obvodů jsou srovnány s experimentálními výsledky. Na závěr jsou vlastnosti uvedených filtrů porovnány. Konstrukční (výrobní) náležitosti některých filtrů jsou uvedeny na konci práce.
|
host ::
RSS.