|
|
Methods of Numerical Inversion of Laplace Transforms for Electrical Engineering and Their Applications
Al-Zubaidi R-Smith, Nawfal ; Machado,, José Tenreiro (referee) ; Biolek, Dalibor (referee) ; Brančík, Lubomír (advisor)
Numerické metody inverzní Laplaceovy transformace (NILT) se staly důležitou částí numerické sady nástrojů praktikujících a výzkumných pracovníků v mnoha vědeckých a inženýrských oborech, zejména v aplikované elektrotechnice. Techniky NILT zejména pomáhají při získávání výsledků simulací v časové oblasti v různých aplikacích. Příkladem jsou řešení obyčejných diferenciálních rovnic, které se objevují např. při analýze obvodů se soustředěnými parametry, nebo řešení parciálních diferenciálních rovnic objevujících se v systémech s rozprostřenými parametry, např. při zkoumání problematiky integrity signálů. Obecně platí, že většina dostupných 1D NILT metod je velmi specifická, tj. funguje dobře na několika typech funkcí a tudíž na omezeném počtu aplikací; Cílem této práce je podrobně se věnovat těmto numerickým metodám, vývoji univerzálních metod NILT a jejich rozšíření na multidimenzionální NILT, které mohou pokrývat širokou oblast aplikací a mohly by poskytnout praktický mechanism pro efektivnější způsob analýzy a simulace v časové oblasti. Myšlenky výzkumu jsou prezentovány v rámci diskusí nad širokou škálou případových studií a aplikací; Například metody NILT se používají při řešení přenosových vedení, včetně vícevodičových, a dokonce i při řešení slabě nelinárních obvodů při použití NILT více proměnných. Pomocí metody NILT mohou být s výhodou uvažovány parametry prvků závislé na kmitočtu a prvky necelistvých řádů v jejich příslušných modelech mohou být zahrnuty velmi přesným a jednoduchým způsobem.
|
|
|
Modeling and analogue implementation of memristor
Teska, Tomáš ; Kolka, Zdeněk (referee) ; Biolek, Dalibor (advisor)
This bachelor´s thesis deals with an analogue implementation of memristor. Memristor is the fourth foundamental passive element whose existence was predicted by Leon Chua in 1971. In the first step, the summarization of basic information and characteristics of memristor is done. The next part presents the possibilities of its realization from design and simulation to measurements on samples. Two variants of analogue models using modern active elements are selected for practical implementation.
|
|
|
Active Frequency Filters for Higher Frequencies
Fröhlich, Lubomír ; Dostál, Tomáš (referee) ; Biolek, Dalibor (referee) ; Sedláček, Jiří (advisor)
This thesis deals with the synthesis and optimization of frequency analogue filters with modern active elements usable for higher frequencies. The thesis is divided into three parts, the first part deals with the problematic concerning Leap-Frog combined ARC structure. Due to a difficult design, this method is not described in a detail and used in practice, although it shows e.g. low sensitivity. Firstly, a complete analysis of individual filters was made (for and T endings) and consequently these findings were used during implementation of this method to NAF program. Finally, samples of real filters were realized (for verification of functioning and correct design). Another very interesting topic concerning filters is usage of coupled band-pass for small bandwidth, where it is necessary to solve the problems concerning ratio of building elements values, but also price, quality, size of coils, sensitivity, Q factors, coefficients etc. That is why in practice a coil is very often substituted with other equivalent lossy and lossless blocks which create ARC filters structure. The design and the possibility of usage of lossy grounded elements were described here (such as synthetic inductors, frequency dependent negative resistor). Some parts of the design are individual computer sensitivity analysis, setting of usage and quality comparison of individual lossy grounded blocks. Besides, a program for these elements was created, it is useful for a quick design and depiction of transfer characteristics. The third part deals with the usage of tuning universal filters consisting three or more operational amplifiers, which secures its universality and possibility to create different kinds of transfer characteristic. In practice, Akerberg - Mossberg and Kerwin - Huelsman - Newcomb are the most used types of filters. These were also compared with less common universal filters. In the end, the possibility of digital tuning of universal filter with the help of digital potentiometers for filters of 10th order and frequency around 1 MHz was shown.
|
|
|
Memristor with PWL-type characteristic
Holas, Jiří ; Hájek, Karel (referee) ; Biolek, Dalibor (advisor)
Bachelor’s thesis deals with an analog emulation of memristor memory with PWL-type characteristic which is designed for modern digital memories. The first part of the document summarizes the basic memristor characteristics and rules of their proper modeling. The next parts present the circuit implementation and computer simulation. The printed circuit board design and prototype measurement are included.
|
|
|
Low-power emulators of higher-order elements
Teska, Tomáš ; Brzobohatý, Jaromír (referee) ; Biolek, Dalibor (advisor)
The thesis deals with emulating higher-order elements using the transformation mutators, which were described by Leon Chua in 1971. The procedure of designing mutators from their mathematical description to the synthesis of concrete electrical circuits is described. The circuit solutions are based on the utilization of advanced circuit principles in order to achieve optimal circuit performance. Mutators are implemented as a set of eight incremental modules. Via their cascade connection, it is possible to emulate arbitrary elements from the periodical table of higher-order elements. The proposed solutions are tested by means of computer simulations and also verified by measurements.
|
|
|
SPICE model of LDMOS structure
Loginov, Dmitrii ; Biolek, Dalibor (referee) ; Hejátková, Edita (advisor)
V této bakalářské práci je provedeno porovnání struktury LDMOS oproti konvenční MOS struktuře. Anomální efekty, výzvy, které tato struktura přináší do oblasti modelování a charakterizace jsou popsány v první kapitole. Další část této práce se zaměřuje na existující možné přístupy v charakterizaci LDMOS struktury, které se používají v polovodičovém průmyslu. V druhé kapitole je také popsána BSIM metodologie, která je dále použitá pro vytváření modelu LDMOS popisujícího DC a CV chování. Kroky charakterizace, která probíhala v laboratoři ON Semiconductor, jakožto měření součástky a ladění charakteristik modelu až do výsledného souboru parametrů BSIM4, jsou uvedeny v posledních kapitolách této práce.
|
|
|
Methods of Numerical Inversion of Laplace Transforms for Electrical Engineering and Their Applications
Al-Zubaidi R-Smith, Nawfal ; Machado,, José Tenreiro (referee) ; Biolek, Dalibor (referee) ; Brančík, Lubomír (advisor)
Numerické metody inverzní Laplaceovy transformace (NILT) se staly důležitou částí numerické sady nástrojů praktikujících a výzkumných pracovníků v mnoha vědeckých a inženýrských oborech, zejména v aplikované elektrotechnice. Techniky NILT zejména pomáhají při získávání výsledků simulací v časové oblasti v různých aplikacích. Příkladem jsou řešení obyčejných diferenciálních rovnic, které se objevují např. při analýze obvodů se soustředěnými parametry, nebo řešení parciálních diferenciálních rovnic objevujících se v systémech s rozprostřenými parametry, např. při zkoumání problematiky integrity signálů. Obecně platí, že většina dostupných 1D NILT metod je velmi specifická, tj. funguje dobře na několika typech funkcí a tudíž na omezeném počtu aplikací; Cílem této práce je podrobně se věnovat těmto numerickým metodám, vývoji univerzálních metod NILT a jejich rozšíření na multidimenzionální NILT, které mohou pokrývat širokou oblast aplikací a mohly by poskytnout praktický mechanism pro efektivnější způsob analýzy a simulace v časové oblasti. Myšlenky výzkumu jsou prezentovány v rámci diskusí nad širokou škálou případových studií a aplikací; Například metody NILT se používají při řešení přenosových vedení, včetně vícevodičových, a dokonce i při řešení slabě nelinárních obvodů při použití NILT více proměnných. Pomocí metody NILT mohou být s výhodou uvažovány parametry prvků závislé na kmitočtu a prvky necelistvých řádů v jejich příslušných modelech mohou být zahrnuty velmi přesným a jednoduchým způsobem.
|
|
|
Analog electronic circuits with fractal elements
Borisov, Egor ; Biolek, Dalibor (referee) ; Musil, Vladislav (advisor)
In this paper it is illustrated that currently there is a new element in electronics - fractional order filter consisting of fractal devices. The circuits selected are presented and analyzed in this diploma thesis. The calculation of the basic characteristics and parameters of the filter of fractal elements was made. An analysis of the functions and their graphs were presented. The simulation of fractional-order filter for its design was made in the program Matlab. The graphs of frequency characteristics (magnitude and phase response) were obtained in the program OrCAD. The examples of using this fractional order filter are described.
|
|
|
Memristor with PWL-type characteristic
Holas, Jiří ; Hájek, Karel (referee) ; Biolek, Dalibor (advisor)
Bachelor’s thesis deals with an analog emulation of memristor memory with PWL-type characteristic which is designed for modern digital memories. The first part of the document summarizes the basic memristor characteristics and rules of their proper modeling. The next parts present the circuit implementation and computer simulation. The printed circuit board design and prototype measurement are included.
|
|
|
Memcapacitor Emulator
Weiss, Lukáš ; Hájek, Karel (referee) ; Biolek, Dalibor (advisor)
This bacherol's thesis deals with designing a memcapacitor with piecewise linear (PWL) characteristic. The memcapacitor is a part of mem-systems predicted by Leon Chua in 70's and 80's of the last century. A big attention was given to mem-devices and mem-systems in the field of electrical engineering after the memristor's discovery in HP laboratories in 2008. In the first step, the summary of basic information about mem-systems is reported. The second part contains some design solutions of the analogue memcapacitor emulator. The third part implements selected circuit into the PSPICE simulation. Concrete models of modern active integrated circuits are used. The last part contains a circuit solution of the designed model on the PCB.
|
guest ::
