Subject description - A8M31AAS

Summary of Study | Summary of Branches | All Subject Groups | All Subjects | List of Roles | Explanatory Notes               Instructions
A8M31AAS Advanced Analog Systems Extent of teaching:2P+2S
Guarantors:Hospodka J. Roles:PO Language of
teaching:
CS
Teachers:Hospodka J., Náhlík J., Šubrt O. Completion:Z,ZK
Responsible Department:13131 Credits:5 Semester:Z

Anotation:

Předmět je zaměřen na nové směry a principy řešení analogových obvodů s důrazem na aplikace v periferiích digitálních systémů pro přenos a zpracování dat. Hlavní doménou jsou analogové a diskrétní funkční bloky pro realizaci zesilovačů, filtrů, převodníků A/D a D/A, včetně jejich modelování a simulace. Jsou diskutovány soudobé návrhové trendy, včetně otázky testování analogových a smíšených obvodů. Předmět obsahuje základ znalostí pro vývoj a návrh elektronických systémů, se zohledněním aspektů současných technologií a využitím profesionálního software pro návrh integrovaných obvodů.

Study targets:

Cílem předmětu je seznámit studenty s principy řešení analogových obvodů s důrazem na aplikace v periferiích digitálních systémů pro přenos a zpracování dat. Studenti porozumí analogovým a diskrétním funkčním blokům pro realizaci zesilovačů, filtrů, převodníků A/D a D/A, včetně jejich modelování, simulace i testování. Seznámí se se současnými technologiemi a profesionálním software pro návrh integrovaných obvodů.

Content:

Předmět je zaměřen na nové směry a principy řešení analogových obvodů s důrazem na aplikace v periferiích digitálních systémů pro přenos a zpracování dat. Hlavní doménou jsou analogové a diskrétní funkční bloky pro realizaci zesilovačů, filtrů, převodníků A/D a D/A, včetně jejich modelování a simulace. Jsou diskutovány soudobé návrhové trendy, včetně otázky testování analogových a smíšených obvodů. Předmět obsahuje základ znalostí pro vývoj a návrh elektronických systémů, se zohledněním aspektů současných technologií a využitím profesionálního software pro návrh integrovaných obvodů.

Course outlines:

1. Nové principy v řešení spojitě i diskrétně pracujících analogových systémů.
2. Standardní a speciální zesilovače (OZ, OTA, TIA). Základní funkční bloky pro realizaci a jejich modelování.
3. Zesilovače a aktivní prvky v proudovém režimu, translineární princip.
4. Spojitě pracující analogové filtry; kmitočtové transformace, aproximace, syntéza a základní realizace.
5. Implementace aktivních filtrů; bikvady, filtry vyšších řádů. Simulace LC prototypu. Filtry s OTA-C a dalšími
prvky.
6. Implementace aktivních filtrů ve strukturách ASIC. Obvody automatického ladění, symetrické signálové cesty.
7. Filtry se spínanými kapacitory (SC) - úvod, princip, srovnání spojitého a SC filtru. Technologické a obvodové
požadavky na SC filtry.
8. Transformace p-z pro syntézu SC filtrů. SC integrátor jako základní stavební bloky, jeho přenosová funkce v zrovině.
SC filtry vyššího řádu - kaskádní filtry složené z bikvadratických sekcí.
9. Filtry se spínanými proudy - úvod a princip. Proudová paměťová buňka, integrátor a derivátor. Porovnání SC a SI.
10. Obvody SC a SI - reálné vlastnosti, zdokonalené struktury pro minimalizaci chyb. Návrh a simulace ve
strukturách ASIC.
11. Mikropříkonové obvody - principy řešení, vlastnosti. Návrh napěťových a proudových referenčních zdrojů
pro struktury ASIC.
12. D/A a A/D převodníky ve strukturách ASIC - základy modelování, simulace a testování parametrů.
13. Obvody pro pulsní modulaci. Modulátory Sigma-Delta, zesilovače třídy D.
14. Diskrétní soustavy jako spínané zdroje. Nábojové pumpy, DC-DC převodníky; obvodové řešení, možnosti
analýzy a simulace.

Exercises outline:

Cvičení tématicky navazují na přednášky:
1. Nové principy v řešení spojitě i diskrétně pracujících analogových systémů.
2. Standardní a speciální zesilovače (OZ, OTA, TIA). Základní funkční bloky pro realizaci a jejich modelování.
3. Zesilovače a aktivní prvky v proudovém režimu, translineární princip.
4. Spojitě pracující analogové filtry; kmitočtové transformace, aproximace, syntéza a základní realizace.
5. Implementace aktivních filtrů; bikvady, filtry vyšších řádů. Simulace LC prototypu. Filtry s OTA-C a dalšími
prvky.
6. Implementace aktivních filtrů ve strukturách ASIC. Obvody automatického ladění, symetrické signálové cesty.
7. Filtry se spínanými kapacitory (SC) - úvod, princip, srovnání spojitého a SC filtru. Technologické a obvodové
požadavky na SC filtry.
8. Transformace p-z pro syntézu SC filtrů. SC integrátor jako základní stavební bloky, jeho přenosová funkce v zrovině.
SC filtry vyššího řádu - kaskádní filtry složené z bikvadratických sekcí.
9. Filtry se spínanými proudy - úvod a princip. Proudová paměťová buňka, integrátor a derivátor. Porovnání SC a SI.
10. Obvody SC a SI - reálné vlastnosti, zdokonalené struktury pro minimalizaci chyb. Návrh a simulace ve
strukturách ASIC.
11. Mikropříkonové obvody - principy řešení, vlastnosti. Návrh napěťových a proudových referenčních zdrojů
pro struktury ASIC.
12. D/A a A/D převodníky ve strukturách ASIC - základy modelování, simulace a testování parametrů.
13. Obvody pro pulsní modulaci. Modulátory Sigma-Delta, zesilovače třídy D.
14. Diskrétní soustavy jako spínané zdroje. Nábojové pumpy, DC-DC převodníky; obvodové řešení, možnosti
analýzy a simulace.

Literature:

1. Sanssen, W.M.C.: Analog Design Essentials. Springer, U. S., 2006.

Requirements:

Znalosti analogových elektronických obvodů - analýza obvodů s tranzistory a operačními zesilovači. Znalosti popisu lineárních obvodů a systémů v časové i obrazové oblasti, základní znalosti vlastností analogových filtrů.

Webpage:

https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=2513

Keywords:

OTA, TIA, D/A a A/D převodníky, spínané analogové filtry

Subject is included into these academic programs:

Program Branch Role Recommended semester
MPOES3 Solid State Systems PO 1


Page updated 13.12.2019 17:52:09, semester: Z,L/2020-1, L/2018-9, Z,L/2019-20, Send comments about the content to the Administrators of the Academic Programs Proposal and Realization: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)