ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA

UREL FEKT :: Purkyňova 118 :: 612 00 Brno :: Tel: 541 149 105 :: Fax: 541 149 244

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysoké učení technické v Brně

bakalářský studijní obor

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA ►B-EST◄ programu

ELEKTROTECHNIKA, ELEKTRONIKA, KOMUNIKAČNÍ A ŘÍDICÍ TECHNIKA

informace o oboru pro akademický rok 2012/13

www.urel.feec.vutbr.cz

[email protected]

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA – bakalářské studium Periodická publikace Ústavu radioelektroniky FEKT VUT v Brně, řada 1/2012 © 2012

Elektronika a sdělovací technika

OBSAH 1 Charakteristika oboru ...........................................................................4 2 Profil a uplatnění absolventa oboru .........................................................5 3 Oborová rada B-EST.............................................................................6 4 Zásady a pravidla studia .......................................................................7 5 Studijní programy navazující na B-EST.................................................. 10 6 Studijní plány B-EST .......................................................................... 11 1. ročník, zimní semestr ............................................................................... 11 1. ročník, letní semestr ................................................................................ 11 2. ročník, zimní semestr ............................................................................... 12 2. ročník, letní semestr ................................................................................ 12 3. ročník, zimní semestr ............................................................................... 13 3. ročník, letní semestr ................................................................................ 13 Volitelné všeobecně vzdělávací předměty ........................................................ 14

7 Státní závěrečné zkoušky B-EST .......................................................... 15 8 Použité zkratky pracovišť VUT v Brně .................................................... 16 9 O ústavu radioelektroniky ................................................................... 17 10 Předměty UREL ................................................................................ 18 Elektronické praktikum (BELP) ...................................................................... 19 Signály a soustavy (BSIS) ........................................................................... 20 Analogové elektronické obvody (BAEO) .......................................................... 21 Moderní bezdrátová komunikace (BMBK) ........................................................ 22 Počítačové řešení elektronických obvodů (BREO).............................................. 23 Napájení elektronických zařízení (BNEZ) ......................................................... 24 Elektromagnetické vlny, antény a vedení (BEVA) ............................................. 25 Impulzová a číslicová technika (BICT) ............................................................ 26 Nízkofrekvenční a audio elektronika (BNFE)..................................................... 27 Návrh analogových filtrů (BELF)..................................................................... 28 Mikroprocesorová technika a embedded systémy (BMPT) .................................. 29 Vysokofrekvenční technika (BVFT) ................................................................. 30 Mikrovlnná technika (BMVT).......................................................................... 31 Rádiové přijímače a vysílače (BRPV)............................................................... 32 Základy televizní techniky (BZTV) .................................................................. 33 Elektromagnetická kompatibilita (BEMC) ......................................................... 34 Komunikační systémy (BKSY)........................................................................ 35 Počítačové řešení komunikačních subsystémů (BRKS)....................................... 36 Rádiové a mobilní komunikace (BRMK) ........................................................... 37 Základy optických komunikací a optoelektronika (BOPE) ................................... 38

3

Bakalářské studium

1 Charakteristika oboru Náš bakalářský studijní obor ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA (B-EST) si klade za cíl vychovat vysokoškolsky vzdělaného odborníka na bezdrátové mobilní komunikace, elektroniku a příbuzné obory. Zájmové spektrum oboru B-EST přitom sahá od nízkofrekvenční techniky, přes vysokofrekvenční a mikrovlnnou techniku až do oblasti optických vln, od analogových obvodů, signálů a systémů, přes číslicové až po mikroprocesorové a mikropočítačové obvody a systémy. Odbornou výuku oboru zajišťují především Ústav radioelektroniky (UREL) a Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI). Nabídka volitelných předmětů spolu se samostatnými technickými projekty a bakalářskou prací umožňuje studentům úžeji se zaměřit na problematiku radioelektroniky, mobilních a dalších rádiových komunikací, přístrojovou elektroniku, zvukovou a obrazovou techniku, problematiku analogového a číslicového zpracování multimediálních signálů či lékařskou diagnostickou a protetickou techniku. Student získává i související poznatky z telekomunikační techniky a aplikované informatiky. Pro rozšíření spektra svých vědomostí si student oboru volí rovněž několik odborných předmětů z ostatních oborů bakalářského studia FEKT VUT v Brně a též předměty jazykové, ekonomické, manažersko správní či ekologické. Studium bakalářského oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA (B-EST) je nominálně rozděleno do tří roků. Zaměřeno je na důkladné pochopení základních principů, z nichž elektronika a komunikační technologie vycházejí, a zejména na praktické a aplikační využití těchto principů.

4


2 Profil a uplatnění absolventa oboru Absolvent bakalářského oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA má kvalitní znalosti v oblasti návrhu, konstruování, provozu a aplikačního využití elektronických obvodů a systémů v nejrůznějších oblastech obecné slaboproudé elektroniky a elektronických komunikačních technologií. Jeho znalosti sahají od nízkofrekvenční, přes vysokofrekvenční a mikrovlnnou techniku až po optické vlny. Student umí pracovat jak s analogovými elektronickými obvody, signály a systémy, tak i s moderními číslicovými, mikroprocesorovými a mikropočítačovými obvody a systémy. Absolvent je kvalifikován v problematice radioelektroniky, mobilních a dalších elektronických komunikací, přístrojové elektroniky, zvukové a obrazové techniky, analogového a číslicového zpracování multimediálních signálů či lékařské diagnostické a protetické techniky. Díky dostatečně širokému základu aplikačně zaměřeného studia je zajištěna vysoká adaptabilita absolventa na konkrétní požadavky jeho budoucí praxe, a to i v jiných oblastech elektroniky a elektrotechniky. Absolventi bakalářského oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA naleznou uplatnění jako specialisté – elektronici v nejrůznějších oblastech provozu komunikačních a dalších spojových služeb, v oblasti návrhu, konstrukce, provozu, servisu a údržby náročných elektronických zařízení, přístrojů a systémů, v oblasti provozu a servisu rozhlasových, televizních a dalších elektronických mediálních informačních služeb, příp. se speciálními znalostmi i v oblasti biomedicínské techniky. Ve všech těchto oblastech jsou rovněž schopni vykonávat nižší technicko-řídicí a manažerské funkce. Výrazně prakticky zaměřené vysokoškolské vzdělání umožňuje přímé nasazení absolventů do výrobní, provozní či servisní technické praxe a poskytuje dobrý základ pro další doplnění teoretických znalostí v možném navazujícím magisterském (inženýrském) studiu.

5


3 Oborová rada B-EST Za organizační zajištění a obsahovou náplň studia v bakalářském oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA odpovídá oborová rada (OR), složená z významných akademických pracovníků FEKT. Oborová rada v současnosti pracuje v následujícím složení: Předseda: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Ústav radioelektroniky

Členové: prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.


prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.

Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky

prof. Ing. Stanislav Hanus, CSc.


prof. Ing. Jiří Jan, CSc.

Ústav biomedicínského inženýrství

prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc.

Ústav telekomunikací

6


4 Zásady a pravidla studia Studijní předměty na oboru B-EST jsou hodnoceny tzv. kredity. Kredit vyjadřuje přibližnou týdenní hodinovou zátěž studenta při studiu daného předmětu. Kredity za daný předmět student získá až po jeho předepsaném zakončení, tj. po udělení zápočtu, klasifikovaného zápočtu, případně vykonáním zkoušky za podmínek daných Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně, příslušnými Směrnicemi děkana FEKT VUT a skladbou a obsahem individuálně stanovených v každém předmětu. Ve tříletém bakalářském studiu musí student získat minimálně 180 kreditů. V jednotlivých kategoriích předmětů je přitom na oboru B-EST nutno získat: • • • • •

v povinných předmětech (včetně semestrálního projektu) za vypracování, odevzdání a přijetí bakalářské práce ve volitelných oborových předmětech minimálně ve volitelných mimooborových předmětech minimálně ve všeobecně vzdělávacích předmětech minimálně

125 5 28 10 10

kreditů kreditů kreditů kreditů kreditů

Nezískání předepsaných minimálních počtů kreditů v jedné skupině předmětů nelze kompenzovat překročením počtu kreditů získaných v jiné skupině předmětů. Povinné předměty (včetně semestrálních projektů) oboru B-EST absolvuje student v semestrech a ročnících tak, jak jsou uvedeny ve studijních plánech v této příručce. Nezakončí-li student úspěšně povinný předmět předepsaným způsobem, musí jej zapsat znovu hned v následujícím roce svého studia. Volitelné oborové předměty profilují studenta do užších oblastí jeho zájmů. Tyto předměty si pro daný akademický rok volí student sám z aktuální nabídky oboru B-EST při respektování pravidel pro jejich výběr uvedených ve studijních plánech. Při výběru volitelných oborových předmětů může student využít služeb studijních poradců. Studijními poradci v současnosti jsou: doc. Ing. Jiří Šebesta, Ph.D., UREL, Purkyňova 118, místnost č. 626, doc. Ing. Jiří Rozman, CSc., UBMI, Kolejní 4, místnost č. E314. Výběr volitelných oborových předmětů v jednotlivých semestrech si student musí volit tak, aby na konci svého bakalářského studia dosáhl předepsaný (nebo vyšší) počet kreditů. Při výběru musí tedy student uvážit nejen nejbližší, ale i (aspoň v základních rysech) další roky svého bakalářského studia. Volitelné mimooborové předměty jsou odborné předměty vybrané z nabídek jiných bakalářských studijních oborů FEKT VUT. Jejich úkolem je rozšířit znalosti studentů i do jiných odborných oblastí než těch, které tvoří náplň oboru B-EST. Tyto předměty si student volí sám tak, aby do konce studia z nich získal alespoň minimální požadovaný počet kreditů, a to opět z jejich vymezené nabídky ve studijních plánech při respektování tam uvedených pravidel. Pro vhodný výběr volitelných mimooborových předmětů platí stejné zásady jako u volitelných oborových předmětů včetně možnosti využít i zde služeb oborových studijních poradců. Volitelné mimooborové předměty zajišťují vybrané ústavy z ostatních oborů bakalářského studia FEKT VUT v Brně. Jejich výuka se uskutečňuje společně se studenty těchto oborů.

7

Bakalářské studium Všeobecně vzdělávací předměty rozšiřují všeobecné Tyto předměty jsou rozděleny do čtyř tématických skupin: • • • •

skupina skupina skupina skupina

1 2 3 10

znalosti

studentů.

předměty všeobecného charakteru, předměty ekonomické, právního a ekologického charakteru, obsahuje předměty anglického jazyka XAN4 a BAEI, obsahuje předměty elektrotechnického, matematického a fyzikálního semináře.

Z každé z těchto čtyř skupin si student musí zapsat a absolvovat požadovaný počet předmětů. Celkově musí student získat za VVV předměty minimálně 10 kreditů. Předměty si student volí sám z jejich celofakultní nabídky a může je absolvovat v libovolném ročníku nebo semestru bakalářského studia (avšak v semestru, ve kterém jsou uvedeny ve studijním plánu). S výhodou však může k jejich absolvování využít časový prostor vytvořený v zimním semestru 2. ročníku a v letním semestru 3. ročníku. Mezi VVV předměty patří i předmět Tělesná výchova s kreditovou hodnotou nula, který student může, ale nemusí absolvovat. Neuzavře-li úspěšně student zvolený a zapsaný volitelný oborový, mimooborový či všeobecně vzdělávací předmět, může, ale nemusí si jej v dalším akademickém roce zapsat znovu. Místo něj může zvolit jiný volitelný či všeobecně vzdělávací předmět. Vhodným výběrem volitelných předmětů na oboru B-EST se může student bakalářského studia úžeji orientovat na téměř libovolnou odbornou oblast svého zájmu či své budoucí profese. Lze se tak zaměřit např. na následující odborná zaměření, případně jejich libovolné kombinace: RADIOELEKTRONIKA A KOMUNIKACE (RE) pojednává o systémovém a konkrétním obvodovém popisu, návrhu a aplikacích radioelektronických obvodů a zařízení pro moderní bezdrátové komunikační systémy (stacionární, mobilní, pozemské i družicové), a to od nízkých rádiových kmitočtů, přes vysokofrekvenční a mikrovlnnou oblast až po optické prostředky a systémy včetně příslušných softwarových prostředků pro jejich provoz, analýzu a projektování. PŘÍSTROJOVÁ ELEKTRONIKA (PE) je zaměřena na návrh, konstrukci a aplikační užití nejrůznějších elektronických přístrojů a zařízení od nízkofrekvenční elektroniky až po vysokofrekvenční a mikrovlnnou techniku. Důraz je kladen na elektronické přístroje pro komunikační, měřicí, automatizační a obecně průmyslové slaboproudé aplikace. ZVUKOVÁ A OBRAZOVÁ TECHNIKA (ZO) se zabývá metodami, postupy a prostředky pro tvorbu, zpracování, záznam, reprodukci a vyhodnocování zvukových a obrazových signálů včetně počítačových metod. Student si osvojuje poznatky z návrhu, konstrukce a provozu příslušných elektronických zařízení i z oblasti techniky zpracování signálů v této oblasti spektra. ZPRACOVÁNÍ MULTIMEDIÁLNÍCH SIGNÁLŮ (ZS) je oblast zaměřená na metody zpracování a získávání informací ze signálů, obrazů a měřicích dat. Studium zahrnuje

8

Elektronika a sdělovací technika jak analogové, tak zejména moderní číslicové metody a zabývá se vznikem signálů, jejich klasifikací a metodami jejich zpracování a analýzy s využitím počítačů. BIOMEDICÍNSKÁ ELEKTRONIKA (BE) se zabývá aplikacemi technických principů v medicíně a ve zdravotnictví. Jde přitom zejména o zaměření na lékařskou přístrojovou techniku, laboratorní, diagnostickou a terapeutickou elektroniku a zpracování biomedicínských signálů a dat. Vhodnost konkrétního volitelného předmětu pro určité odborné zaměření či zájmovou oblast je nutno posoudit zejména z jeho obsahové charakteristiky.

9


5 Studijní programy navazující na B-EST Absolvent bakalářského studijního programu na FEKT VUT v Brně může (po splnění podmínek přijetí) pokračovat v navazujícím magisterském studiu na libovolné vysoké škole v České republice. Na FEKT VUT v Brně lze pokračovat ve studiu v následujících oborech dvouletého navazujícího magisterského (inženýrského) studia: • • • • • • • •

Biomedicínské a ekologické inženýrství (M-BEI) Elektroenergetika (M-EEN) Elektronika a sdělovací technika (M-EST) Elektrotechnická výroba a management (M-EVM) Kybernetika, automatizace a měření (M-KAM) Mikroelektronika (M-MEL) Silnoproudá elektrotechnika a výkonová elektronika (M-SVE) Telekomunikační a informační technika (M-TIT)

Na bakalářský studijní obor B-EST obsahově úzce navazuje zejména stejnojmenný magisterský (inženýrský) obor Elektronika a sdělovací technika (M-EST). Poměrně dobrá návaznost je rovněž na obory Biomedicínské a ekologické inženýrství (M-BEI) či Telekomunikační a informační technika (M-TIT). Bližší informace o všech oborech magisterského studia lze získat z jejich oborových příruček.

10


6 Studijní plány B-EST Ve sloupci formy výuky udávají čísla počet hodin přednášek P, cvičení C, laboratoří L, počítačů PC a ostatních aktivit O v semestru. Ve sloupci uk. (ukončení) značí z zápočet, klz klasifikovaný zápočet a zk zkoušku.

1. ročník, zimní semestr povinné

zkr.

formy výuky

uk.

ústav

garant

kr.

Matematika 1

BMA1

52P-12C-14PC

z, zk

UMAT

Kolářová

7

Fyzika 1

BFY1

26P-7C-6PC-26L

z, zk

UFYZ

Dobis

6

Elektrotechnika 1

BEL1

26P-13PC-13L

z, zk

UTEE

Sedláček

5

Materiály a technická dokumentace

BMTD

26P–9C-12PC-18L

z, zk

UETE

Jirák

6

Počítače a programování 1

BPC1

26P–26PC

klz

UBMI

Provazník

5

Matematický seminář

BMAS

26C

z

UMAT

Fuchs

2

Fyzikální seminář

BFYS

26C

z

UFYZ

Hradilová

2

Elektrotechnický seminář

BELS

13C-13L

z

UTEE

Steinbauer

2

uk.

ústav

garant

kr.

zk

UMAT

Chvalina

6

z, zk

UMEL

Boušek

7

všeobecně vzdělávací

1. ročník, letní semestr povinné

zkr.

formy výuky

Matematika 2

BMA2

39P–13C-14PC

Elektronické součástky

BESO

39P–13C-26L

Fyzika 2

BFY2

39P–7C-6PC-13L

z, zk

UFYZ

Bartlová

6

Elektrotechnika 2

BEL2

26P–19PC-20L

z, zk

UTEE

Sedláček

6

Počítače a programování 2

BPC2

26P–26PC

klz

UREL

Šebesta

5

Elektronické praktikum

BELP

26L

z

UREL

Jakubová

2


výběr z celofakultní nabídky

11



zkr.

formy výuky

uk.

ústav

garant

kr.

zk

UMAT

Hlavičková

5

Matematika 3

BMA3

26P–12C-14PC

Měření v elektrotechnice

BMVA

26P–39L

z, zk

UTEE

Bartušek

6

Signály a soustavy

BSIS

39P–13PC-13L

z, zk

UREL

Sigmund

6

Analogové elektronické obvody

BAEO

39P-13PC-26L

z, zk

UREL

Brančík

7

Moderní bezdrátová komunikace

BMBK

52P

klz

UREL

Slanina

5

Počítačové řešení elektronických obvodů

BREO

13P–39PC

klz

UREL

Kolka

5

Napájení elektronických zařízení

BNEZ

26P–13L–13PC

z, zk

UREL

Kubíček

5



uk.

Ústav

volitelné oborové

2. ročník, letní semestr povinné

zkr.

formy výuky

garant

kr.

Elektromagnetické vlny, antény a vedení

BEVA

39P–14L–12PC

z, zk

UREL

Raida

6

Impulsová a číslicová technika

BICT

13P–13L–26PC

z, zk

UREL

Frýza

5

Číslicové zpracování a analýza signálů

BCZA

39P-26PC

z, zk

UBMI

Jan

6

Nízkofrekvenční a audio elektronika

BNFE

39P–26L

z, zk

UREL

Kratochvíl

6

Návrh analogových filtrů

BELF

26P–26PC

z, zk

UREL

Petržela

5

Návrh analogových integrovaných obvodů

BNAO

26P-39PC

z, zk

UMEL

Háze

6

Řízení a regulace 1

BRR1

39P–10C-8PC-8L

z, zk

UAMT

Vavřín

6

Diagnostika a testování elektronických systémů

BDTS

26P–26PC

zk

UMEL

Musil

5

Konstrukce elektronických zařízení

BKEZ

39P–26L

z, zk

UTKO

Vrba, K.

6

Použití PC v měřicí technice

BPMT

26P–26PC-13L

z, zk

UAMT

Čejka

6

Elektroakustika

BELA

26P-26L

z, zk

UTKO

Schimmel

5

Vybrané partie z matematiky

BVPA

39P-13O

zk

UMAT

Šmarda

5



volitelné oborové

volitelné mimooborové

12



zkr.

formy výuky

uk.

Ústav

garant

kr.

Mikroprocesorová technika a embedded systémy

BMPT

26P–39PC

z, zk

UREL

Frýza

6

Vysokofrekvenční technika*

BVFT

26P-13L

z, zk

UREL

Vágner

4

Mikrovlnná technika*

BMVT

26P–13L

z, zk

UREL

Láčík

4

Semestrální projekt

BB2E

klz

UREL

Raida

3

z, zk

UREL

Prokeš

6

volitelné oborové Rádiové přijímače a vysílače

BRPV

39P–26L

Základy televizní techniky

BZTV

39P–26L

z, zk

UREL

Hanus

6

Elektromagnetická kompatibilita

BEMC

39P–20L–6O

z, zk

UREL

Dřínovský

6

Multimediální signály a data

BMSD

26P-26PC

z, zk

UBMI

Jan

5

Lékařská diagnostická technika

BLDT

26P-26L

z, zk

UBMI

Kolář

5

Výkonová elektronika

BVEL

39P-14Cz-12L

z, zk

UVEE

Patočka

6

Mikroelektronika a technologie součástek

BMTS

39P-26L

z, zk

UMEL

Szendiuch

6

Úvod do medicínské informatiky

BUMI

26P-26PC

z, zk

UBMI

Provazník

5

Vybrané partie z matematiky

BVPM

39P-13O

zk

UMAT

Šmarda

5



volitelné mimooborové

* Předměty BVFT a BMVT vznikly tématickým rozdělením původního předmětu BVMT Vysokofrekvenční a mikrovlnná technika. Studenti, kteří nesložili zkoušku z předmětu BVMT v akademickém roce 2011/12 si musí pro rok 2012/13 zapsat oba předměty (BVFT i BMVT) !

3. ročník, letní semestr povinné Komunikační systémy

zkr.

formy výuky

BKSY

39P–26L

Odborná praxe

BXBE

4 týdny

Bakalářská práce

BBCE

uk.

ústav

z, zk

UREL

garant

kr.

Prokeš

6

z

UREL

Biolková

0

z

UREL

Raida

5

klz

UREL

Vágner

6

volitelné oborové Počítačové řešení komunikačních subsystému

BRKS

26P–39PC

Rádiové a mobilní komunikace

BRMK

26P–26L

z, zk

UREL

Hanus

5

Základy optických komunikací a optoelektronika

BOPE

39P–13L

z, zk

UREL

Wilfert

5

Vysokorychlostní komunikační systémy

BVKS

26P–26L

z, zk

UTKO

Škorpil

5

Terapeutická a protetická tech.

BTPT

26P–26L

z, zk

UBMI

Kolářová

5



13


Volitelné všeobecně vzdělávací předměty Ze skupiny 1 a 2 musí být do konce studia absolvován alespoň jeden předmět, ze skupiny 3 oba předměty a za skupiny 10 jeden předmět.

skupina 1, ZS

zkr.

formy výuky

uk.

ústav

garant

kr.

CISCO akademie 1 – CCNA

XCA1

26P-52L

zk

UTKO

Komosný

3

CISCO akademie 3 – CCNP

XCA3

26P-52L

zk

UTKO

Jeřábek

3


XCA5

26P-52L

zk

UTKO

Šimek

3

skupina 1, LS Kultura projevu a tvorba textů

XKPT

39P–13C

z

UJAZ

Jílek

5

Podvojné účetnictví

XPOU

26P–26C

zk

UJAZ

Jílek

4

Finanční služby

BFSL

26P

z

UJAZ

Jílek

2

Etika podnikání

XEPO

26P

z

UJAZ

Jílek

2

Daňový systém ČR

BDSY

13P-13C

klz

UJAZ

Jílek

2

CISCO akademie 2 – CCNA

XCA2

26P-52L

zk

UTKO

Šimek

3


XCA4

26P-52L

zk

UTKO

Burget

3

uk.

ústav

skupina 2, ZS

zkr.

formy výuky

garant

kr.

Ekologie v elektrotechnice

XEKE

26P–26L

z, zk

UBMI

Rozman

4

Daňový systém

BDSY

13P-13C

klz

UJAZ

Jílek

2

Úvod do biologie člověka

BUBC

39P

klz

UBMI

Kolář

4

Podnikatelské minimum

XPOM

26P–26C

z

UMEL

Legát

4

Technické právo

BTPR

39P

z

USI

Klapetek

3

Řízení a kontrola jakosti

BRKJ

26P–9PC-4O

z

UETE

Polsterová

3

uk.

ústav

garant

kr.

skupina 2, LS

skupina 3, ZS

zkr.

Angličtina pro elektrotechnické inženýrství *

BAEI

26C

zk

UJAZ

Smutný

2

XAN4

26C

zk

UJAZ

Sedláček

2

formy výuky

skupina 3, LS Angličtina pro bakaláře – středně pokročilí * Ve druhém a třetím ročníku oboru B-EST

skupina 10, 1. ročník, ZS (viz strana 11) VVV předměty nezařazené – viz nabídka na fakultních stránkách nebo v informačním systému.

14


7 Státní závěrečné zkoušky B-EST Státní závěrečná zkouška se skládá ze tří částí: • prezentace a obhajoba zpracované bakalářské práce před komisí pro státní závěrečné zkoušky, • ústní zkouška z tematické oblasti Základy elektroniky a sdělování, jejíž obsah tvoří vybraná témata povinných předmětů absolvovaných během studia, • ústní zkouška z tematické oblasti Aplikovaná elektronika a komunikace, jejíž obsah tvoří vybraná témata volitelných předmětů, absolvovaných během studia (skladbu předmětů si student může zvolit sám). Všechny části státní závěrečné zkoušky se konají ve stejném termínu. Ke státní závěrečné zkoušce může přistoupit student, který v řádném termínu odevzdal bakalářskou práci a který získal potřebný počet kreditů v předepsané skladbě. Termíny a způsob zveřejnění témat výběru bakalářských prací stanoví oborová rada studijního oboru B-EST. Organizace a průběh státní závěrečné zkoušky jsou dány doplňující směrnicí děkana ke státním závěrečným zkouškám a příslušnými pokyny oborové rady B-EST.

15


8 Použité zkratky pracovišť VUT v Brně VUT FEKT FIT UMAT UFYZ UTEE UETE UEEN UVEE UREL UTKO UBMI UAMT UMEL UJAZ CESA CEVAPO

16

Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT Fakulta informačních technologií VUT Ústav matematiky Ústav fyziky Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky Ústav elektrotechnologie Ústav elektroenergetiky Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky Ústav radioelektroniky Ústav telekomunikací Ústav biomedicínského inženýrství Ústav automatizace a měřicí techniky Ústav mikroelektroniky Ústav jazyků Centrum sportovních aktivit VUT Centrum vzdělávání a poradenství


9 O ústavu radioelektroniky Ústav radioelektroniky (UREL) patří k tradičním ústavům FEKT VUT v Brně. Byl jedním z pěti ústavů, které vznikly současně se založením Elektrotechnické fakulty VUT v roce 1959. Rovněž první děkan fakulty Prof. Kalendovský byl prvním vedoucím UREL. V čele UREL stálo doposud celkem pět vedoucích: Prof. Jan Kalendovský (1959 až 1970), Prof. Kamil Vrba st. (1970 až 1981), Prof. Vladimír Mikula (1981 až 1990), Prof. Jiří Svačina (1990 až 2006) a Prof. Zbyněk Raida (od 2006). V současné době patří UREL k největším ústavům FEKT VUT. Na UREL působí 11 profesorů (z toho 3 emeritní), 5 docentů, 12 odborných asistentů a 7 vědeckovýzkumných pracovních (mezi nimi prof. Hartnagel z TU Darmstadt z Německa). Mimo akademické pracovníky je v týmu UREL okolo 40 prezenčních doktorandů, kteří se rovněž podílejí v rámci své pedagogické praxe na výuce. UREL garantuje obor Elektronika a sdělovací technika ve všech studijních programech fakulty. V pedagogické činnosti se UREL zaměřuje na oblast obecné radioelektroniky. Mezi významné směry specializace patří problematika rádiových komunikací, přístrojové elektroniky, vysokofrekvenční, mikrovlnné a anténní techniky, optoelektroniky, zvukové a obrazové elektroniky a problematika zpracování signálů. Pro celou fakultu zajišťujeme výuku počítačové analýzy a programování, navrhování elektronických obvodů, TV techniky a videotechniky, vysokofrekvenční a mikrovlnné techniky, antén a teorie elektromagnetického pole, bezdrátových a mobilních komunikací a elektromagnetické kompatibility. Tým UREL se rovněž podílí na budování výzkumného centra SIX zaměřeného na senzorické, informační a komunikační systémy, více lze nalézt na www stránkách http://www.six.feec.vutbr.cz/

17


10 Předměty UREL (řazeno podle semestrů) Na dalších stranách jsou uvedeny podrobnější informace o povinných a volitelných předmětech, které studentům oboru B-EST nabízí Ústav radioelektroniky.

18


Elektronické praktikum (BELP) Garant:

Ing. Ivana JAKUBOVÁ

Rozsah: hod/sem

přednášky 0

laboratoře 26

Ústav: počítače 0

ostatní 0

UREL Semestr: Kredity:

letní 2

Co Vám může dát předmět Elektronické praktikum: • dobrou přípravu pro další laboratorní cvičení povinných i volitelných předmětů, • schopnost efektivně využívat i pokročilejších funkcí laboratorních přístrojů – třeba se Vám budou hodit při praktické realizaci individuálních projektů, • první zkušenosti se simulačním programem třídy PSpice – bude Vás provázet celým studiem, proč ho tedy nevyužívat hned od počátku, • seznámení s programem Eagle při návrhu jednoduchého plošného spoje – Eagle i PSpice jsou k dispozici ve volně šiřitelné verzi, takže je můžete využívat i mimo školu, • konkrétní praktické informace – kde a jak se na ústavu vyrábějí desky plošných spojů, co je možné zde zhotovit, jak připravit podklady …

Některá témata z konkrétního obsahu předmětu: • Relativní měření v decibelech • Pokročilé vlastnosti digitálního paměťového osciloskopu: Využití osciloskopu s pokročilým matematickým zpracováním pro zobrazení signálu v kmitočtové oblasti a jednoduchou frekvenční analýzu (rychlá Fourierova transformace (FFT), nebezpečí aliasingu), sofistikovanější možnosti spouštění, … • Ukázky práce s počítačově řízeným pracovištěm. • Úvodní seznámení s programem PSpice: editor schématu, postprocesor Probe, markery, použití časové analýzy (transient), nastavení počátečních podmínek…

Předmět klade důraz na aktivní činnost studentů v laboratořích, vypracování protokolů se nevyžaduje. Elektronické studijní materiály jsou zpřístupněny v informačním systému.

19


Signály a soustavy (BSIS) Garant:

prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 13

Ústav:

počítače 13

ostatní 0


zimní 6

Stručný obsah přednášek a cvičení: • Přehled a rozdělení reálných signálů, způsoby jejich snímání a zobrazení. • Analogově-digitální a digitálně-analogové převody a předpoklady pro jejich úspěšné použití. • Základní metody a principy zpracování signálů v časové oblasti a v kmitočtové oblasti. • Popis a testování analogových a číslicových systémů. Aplikace popisu při zpracování signálů. • Moderní metody přenosu číslicových signálů.

Komentář: Současný rozmach komunikačních technologií je podmíněn rozvojem znalostí o signálech a soustavách určených na jejich zpracování, přenos a archivaci. Předmět BSIS je zaměřen na pochopení základních signálových jevů s uváděním fyzikálního významu a použitím matematického aparátu. Současně s teorií probíhá praktické seznamování se signály na konkrétních příkladech. Výuka je doplněna laboratorními a počítačovými experimenty. Studenti si vyzkoušejí provádět základní úkony se signálem pomocí specielních přístrojů (signálové generátory, osciloskopy) a pomocí specielního software (MathCAD). Zvládnutí předmětu BSIS je předpokladem pro studium dalších navazujících předmětů se signálovou tématikou, které jsou již úzce zaměřené do různých aplikačních oblastí.

1

Re kon st rukce sign álu

0. 8 0. 6 s 0. 4 0. 2 0 -0. 2

0

0. 5

1

1 .5

2

2 .5

3

t

V předmětu si studenti osvojí základní poznatky nutné k pochopení moderních systémů sdělovací a přenosové techniky, spotřební a přístrojové elektroniky.

20


Analogové elektronické obvody (BAEO) Garant:

prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 26

počítače 13

Ústav: ostatní 0


zimní 7

Stručný obsah přednášek: • Prvky elektronických obvodů a jejich modelování. • Základy teorie stability a zpětné vazby. • Základní typy a vlastnosti operačních zesilovačů, obvody s operačními zesilovači, převodníky. • Principy a použití pasivních a aktivních filtrů. • Tranzistorové stupně a základní zapojení, zdroje proudu, proudová zrcadla, diferenční zesilovač. • Širokopásmové a laděné zesilovače, výkonové zesilovače klasických i speciálních tříd. • Napájecí obvody, usměrňovače a stabilizátory. • Tvarovače signálů, násobičky, modulátory, demodulátory a směšovače. • Generátory signálů, oscilátory LC a RC, laděné oscilátory. Z obsahu laboratorních cvičení: • • • •

Diodové usměrňovače jednocestné a dvoucestné. Tranzistorový zesilovač a omezovač. Operační zesilovač, jeho vlastnosti a aplikace. Zesilovače s integrovanými operačními zesilovači.

Z obsahu počítačových cvičení: • Matematický model obvodu a jeho řešení (MATLAB). • Symbolická a semisymbolická analýza obvodů (SNAP). • Seznámení se s programem PSPICE, stejnosměrná a časová analýza obvodů. • Střídavá a víceběhová parametrická analýza obvodů, simulace vlastností reálných operačních zesilovačů. • Rozmítaná stejnosměrná analýza, simulace vlastností bipolárních tranzistorů. Simulace vybraných elektronických obvodů (PSPICE). Cíle předmětu: Cílem předmětu je seznámit studenty se základními principy a typickými zapojeními analogových elektronických obvodů, ukázat možnosti využití počítače při jejich návrhu i analýze a rovněž ověřit vlastnosti jejich několika vybraných představitelů v rámci laboratorních měření. Předmět svým pojetím a obsahem představuje základní vstupní bránu pro každého odborníka z oblasti elektroniky.

21


Moderní bezdrátová komunikace (BMBK) Garant:

Ing. Martin Slanina, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 52

laboratoře 0


ostatní 0


zimní 5

Stručný obsah přednášek: • Šíření elektromagnetických vln, anténní systémy. • Analogové a číslicové obvody, vysokofrekvenční a mikrovlnné obvody. • Zpracování signálů v moderních komunikačních systémech. • Mobilní komunikační systémy. • Bezdrátová optická komunikace, mobilní komunikační systémy, satelitní systémy. • Počítačové a komunikační sítě. • Digitální televize. • Elektromagnetická slučitelnost. Komentář: Cílem předmětu Moderní bezdrátová komunikace je seznámení s nejmodernějšími prostředky, metodami a systémy pro bezdrátovou komunikaci. Kromě všeobecných principů šíření elektromagnetických vln volným prostorem a prostudování základních vlastností analogových i číslicových obvodů, včetně obvodů vysokofrekvenčních a mikrovlnných, se zaměříme na některé konkrétní systémy pro bezdrátovou komunikaci, např. systémy mobilní komunikace, satelitní systémy nebo digitální televizní vysílání. Každou z probíraných oblastí bude přednášet specialista v dané problematice.

Moderní bezdrátová komunikace. Jednotlivé přednášky v předmětu vedou specialisté v dané oblasti.

22


Počítačové řešení elektronických obvodů (BREO) Garant:

prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Rozsah: hod/sem

přednášky 13

laboratoře 0

Ústav:

počítače 39

ostatní 0


zimní 5

Stručný obsah přednášek a počítačových cvičení: • Práce s návrhovým systém OrCAD-PSpice. Analýza obvodů ve stejnosměrné, střídavé a časové oblasti. Modul pokročilých analýz. • Vliv tolerancí prvků na obvodové charakteristiky. Teplotní analýza. • Modelování pasivních a aktivních prvků. Vytváření nových modelů a schematických značek. • Počítačový návrh základních obvodů: zesilovače, oscilátory, filtry. Metody pro vyšetřování a zajištění stability. • Specializované programy pro návrh analogových kmitočtových filtrů. Komentář: Absolventi předmětu budou schopni efektivně pracovat se všemi návrhovými programy typu Spice, které mají dominantní podíl v průmyslu i na školách. Během výuky studenti pracují s populárním systémem OrCAD-PSpice, který je také využíván v dalších předmětech oboru EST. Využití simulace zkracuje čas pro návrh elektronických obvodů tím, že řadu experimentů je možné provádět virtuálně. Navíc umožňuje postihnout takové jevy, jako např. tolerance prvků nebo teplotní závislosti, jež jsou laboratorně velmi těžko realizovatelné. V průběhu počítačových cvičení studenti analyzují a navrhují základní analogové obvody, jako jsou zesilovače, oscilátory a filtry.

23


Napájení elektronických zařízení (BNEZ) Garant:

Ing. Michal Kubíček, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 13


ostatní 0


zimní 5

Stručný obsah přednášek a cvičení: • autonomní zdroje elektrické energie (vlastnosti a princip činnosti akumulátorů, solárních a palivových článků) • neřízené a řízené usměrňovače, střídavé spínače (řízení s tyristory a triaky) • spojité stabilizátory napětí a proudu (s diskrétními prvky i integrovanými obvody) • impulzní měniče (blokující, propustné, můstkové, push-pull, rezonanční) • elektronické součástky pro napájecí zdroje (rychlé spínací diody, tranzistory FET, IGBT, MCT, integrované obvody pro impulzní zdroje, referenční zdroje). Komentář: Prakticky a návrhově orientovaný volitelný předmět seznamuje studenty s komplexní problematikou napájecích zdrojů. Základním cílem předmětu je, aby po jeho absolvování byl student schopen samostatně navrhnout napájecí zdroj spojitý či impulzní podle zadaných požadavků (např. jako součást bakalářské práce) včetně návrhu transformátoru. V laboratorních cvičeních se realizují měření na typických druzích napájecích zdrojů (spojité a základní druhy spínaných zdrojů bez galvanického oddělení i s transformátorem). Součástí laboratorní výuky je též praktický návrh malého spojitého stabilizátoru s integrovaným obvodem a impulzního měniče s galvanickou vazbou, včetně jeho sestavení na přípravku s deskou plošného spoje a měření pomocí automatizovaného měřícího systému. Všechna pracoviště jsou vybavena moderními přístroji, časové průběhy na osciloskopu lze bezprostředně vytisknout nebo uložit na disk. V počítačových cvičeních jsou simulovány prvky napájecích zdrojů. S využitím webových nástrojů je proveden návrh spínaného zdroje včetně výběru součástek.

24


Elektromagnetické vlny, antény a vedení (BEVA) Garant:

prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 14

Ústav:

počítače 12

ostatní 0


letní 6

Stručný obsah přednášek a cvičení: • Šíření elektromagnetických vln volným prostorem a jejich modelování v programu COMSOL Multiphysics. • Šíření elektromagnetických vln podél vedení, parametry vedení, transformace impedance vedením. Modelování jevů na vedení v programu COMSOL Multiphysics, výpočet parametrů vedení v MATLABu. • Základní typy antén a jejich parametry. Sdružování antén do soustav. Výpočet parametrů anténních soustav v MATLABu. • Klasifikace antén. Prakticky používané antény. Modelování planárních antén v programu ANSOFT Designer. • Šíření elektromagnetických vln v reálném terénu. • Komerční programy pro řešení praktických problémů z oblasti výpočetního elektromagnetismu. Komentář: Mobilní komunikační systémy využívají šíření elektromagnetických vln prostředím. K vysílání a přijímaní vln je zapotřebí navrhnout vhodné antény. Antény je nutno vhodným vedením spojit s vysokofrekvenčními vysílacími a přijímacími obvody. Šíření vln, antény a vedení lze numericky modelovat ve vhodných počítačových programech. V předmětu se snažíme tuto problematiku jasně a názorně přiblížit studentům.

Laboratorní cvičení byla vybavena novou měřicí technikou. Úlohy z oblasti antén budeme měřit v nové bezodrazové komoře.

25


Impulzová a číslicová technika (BICT) Garant:

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 13

laboratoře 13

Ústav:

počítače 26

ostatní 0


letní 5

Stručný obsah přednášek: • Předmět se zabývá přenosem impulzových signálů lineárními a nelineárními soustavami, popisem používaných obvodových prvků a jejich vlivu na rychlé změny těchto signálů. • V rámci předmětu budou také probrány základní principy, pravidla a obvody, které spadají do kombinačních a sekvenčních číslicových systémů. • Jak minimalizovat logické funkce a jak zajistit jejich spolehlivost za všech okolností (tj. jak eliminovat hazardy)? • Základy syntézy číslicových systémů pomocí jazyka VHDL (VHSIC Hardware Description Language), který je celosvětově využíván pro popis funkce hardwaru. • Jakým způsobem lze realizovat základní aritmetické operace pomocí logických operací a jak si vytvořit vlastní aritmeticko-logickou jednotku procesoru. • Využití klopných obvodů, čítačů a stavových automatů v běžném životě. Stručný obsah laboratorních a počítačových cvičení: • Ověření funkce základních obvodových prvků používaných v impulzní technice je prováděna v simulačním prostředí PSpice. • Simulace zapojení s polovodičovými prvky (diody, tranzistory) a konstrukce bloků analogových komparátorů či klopných obvodů. • V rámci předmětu Impulsová a číslicová technika si také ukážeme základní způsoby, jak konstruovat jednoduché číslicové aplikace, a jakým způsobem zajistit jejich korektní funkci v každé situaci. • Pro syntézu číslicových obvodů a systémů budeme používat volně dostupný nástroj ISE WebPACK a popisný jazyk VHDL.

4.00 udisc R1=4k

uout R1=6k

Output

3.00

2/3 Ucc

udisc R1=6k u1

2.00 1/3 Ucc

1.00

0.00 0.00

20.00m

40.00m

60.00m

Time (s)

Použití nástrojů pro ověření funkce základních impulsových a číslicových aplikací. Podstatou předmětu jsou praktická laboratorní a počítačová cvičení. 26


Nízkofrekvenční a audio elektronika (BNFE) Garant:

doc. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 26

počítače 0

Ústav: ostatní 0


letní 6

Stručný obsah přednášek: • • • • • • • • • • •

Nízkofrekvenční signály, přenos a záznam, zpracování a reprodukce audia. Principy elektroakustiky a elektroakustických měničů – mikrofony a reproduktory. Třídy a vlastnosti zesilovačů pro nízkofrekvenční elektroniku (A, AB, B, D, T). Předzesilovače pro audio, přepínání vstupů, fyziologická regulace hlasitosti. Korekční zesilovače a vícepásmové filtry, korekce hloubek a výšek, ekvalizéry. Koncové a výkonové zesilovače, digitální zesilovače s PWM modulací a ZV. Digitální zpracování nízkofrekvenčních signálů, A/D s D/A převodníky, DSP. Digitální záznam bez redukce datového toku (PCM, CD-Audio, SACD, DVD-Audio). Digitální záznam s redukcí datového toku (MiniDisc, MPEG, Dolby Digital, DTS). Princip komprimace zvukových signálů (MP3, ACC, WMA, OGG, ATRAC a další). Standardy pro digitální rozhlasové vysílání DAB/DMB.

Témata laboratorních cvičení: • • • • • • • •

Vstupní audio zesilovač s korekcí RIAA. Korekční zesilovač s fyziologickou regulací. Digitální výkonový zesilovač ve třídě D a T. Stereofonní aktivní výhybka pro satelity a subwoofer s nastavitelným kmitočtem. Princip digitálního koncového zesilovače ve třídě D a PWM modulací. Digitální vícepásmový ekvalizér a limitér pro audio signál řízený pomocí PC. A/D a D/A převod nízkofrekvenčního signálu s volitelnými parametry konverze. Měření D/A převodníku CD přehrávače audio analyzátorem Audio Precision.

Laboratorní cvičení probíhají v laboratoři UREL vybavené špičkovým přístrojovým vybavením pro výuku nízkofrekvenční a audio elektroniky 27


Návrh analogových filtrů (BELF) Garant:

doc. Ing. Jiří Petržela, PhD.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 0

Ústav:

počítače 26

ostatní 0


letní 5

Stručný obsah přednášek a počítačových cvičení: • Základní parametry a aproximace filtrů, rozložení nulových bodů a pólů přenosové funkce, jejich vliv na kmitočtové charakteristiky filtru a migrace • Pasivní filtry RLC, jejich specifika a praktické využití. • Aktivní filtry s moderními funkčními bloky, multifunkční filtry. • Filtry se syntetickými prvky a analýza jejich vlastností. • Fázovací články a kmitočtové korektory. • Návrh filtrů se spínanými kapacitory. • Filtry s povrchovou vlnou, krystaly a elektromechanickými elementy. • Syntéza pasivních a aktivních filtrů na základě tolerančních polí s využitím počítače a moderních obvodových simulátorů (Orcad 16 + Advanced Analysis). • Optimalizace návrhu filtru podle různých kritérií. • Filtrace spojitých signálů v kmitočtové a časové oblasti s využitím matematických programů (Matlab 2008, Mathcad 14). V předmětu je zařazen samostatný projekt studentů zaměřený na návrh a experimentální ověření vlastní struktury filtru. Komentář: V současné době patří kmitočtové filtry mezi nejpoužívanější analogové elektronické obvody. Kurz je zaměřen pouze na návrh filtrů se soustředěnými parametry, a to do kmitočtů řádově desítek MHz. Počítačová cvičení přímo navazují na látku probíranou na přednáškách a umožňují tak studentům snazší pochopení dané problematiky.

Cauerova horní propust a vliv součástek Wienova filtru na Q při konstantním ω. 28


Mikroprocesorová technika a embedded systémy (BMPT) Garant:

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 0

počítače 39

Ústav: ostatní 0


zimní 6

Stručný obsah přednášek a počítačových cvičení: • Popis mikroprocesorových systémů, způsobů programování a především využití procesorů pro řídicí aplikace v běžném životě. • Pochopení základních principů činnosti všech mikroprocesorových systémů (od kalkulačky po PC). • Vývoj aplikací řízených reálnými 8bitovými mikrokontroléry a výkonnými 32bitovými signálovými procesory. • Osvojení si efektivního programování v jazyce symbolických adres a v jazyce C, aneb „Nebojte se programování“. • Optimalizace zdrojových kódů s ohledem na rychlost zpracování, příp. na velikost programové paměti. Komentář: Je velmi obtížné nalézt zařízení, které používáme každý den, a které by neobsahovalo řídicí část s mikroprocesorem. A nejedná se pouze o osobní počítače či notebooky, ale také mobilní telefony, hudební přehrávače, nebo dokonce automobily. Předmět Mikroprocesorová technika a embedded systémy vám umožní pochopit funkci, a tím také způsoby využití mikroprocesorů nejen jako řídicího jádra v počítačích. V praktických počítačových cvičeních si ukážeme ovládání elementárních periférií (LED diody, tlačítka, A/D převodník, …), sériovou komunikaci s osobním počítačem, ale také způsoby využití nejvýkonnějších signálových procesorů při zpracování signálů v reálném čase.

Vývojové nástroje pro návrh a testování jednoduchých mikroprocesorových aplikací. V rámci praktických počítačových cvičení mohou studenti pracovat na samostatných projektech z oblasti mikroprocesorové techniky.

29


Vysokofrekvenční technika (BVFT) Garant:

Ing. Petr Vágner, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 13


ostatní 0


zimní 4

Stručný obsah přednášek a laboratorních cvičení: • Základní pasivní a aktivní obvodové prvky ve VF technice • Stabilita, zisk a šumové parametry zesilovačů • Návrh linearizovaných zesilovačů • Dynamický rozsah, pracovní třídy, slučování výkonu VF zesilovačů • Směšovače - jejich parametry a zapojení • Oscilátory a vysokofrekvenční kmitočtové syntezátory • Detektory, atenuátory, přepínače signálu ve VF technice Komentář: Předmět Vysokofrekvenční technika představuje studentům základní principy činnosti obvodové techniky od nízkých frekvencí přes pásma HF, VHF až po UHF, kde s určitým překryvem přebírá štafetu předmět Mikrovlnná technika. Přednášky jsou zaměřeny na teoretické základy a z nich vycházející konkrétní praktické postupy návrhu pasivních i aktivních obvodů, které uplatní každý, kdo se věnuje designu přijímací, vysílací nebo měřící vysokofrekvenční techniky. Na přednáškách jsou řešeny konkrétní praktické příklady z dané problematiky. Úvod je věnován specifickým vlastnostem reálných elektronických součástek při jejich použití v obvodech s vysokým kmitočtem signálu. Dále je pozornost věnována selektivním a transformačním vlastnostem LC obvodů a jejich návrhu. Poměrně značná část přednášek se věnuje návrhu vysokofrekvenčních linearizovaných zesilovačů, jejich stabilitě a šumovým parametrům. Jsou ukázány vlastnosti zesilovačů pracujících v nelineárním režimu a také principy činnosti a použití směšovačů. Část přednášek je pak věnována způsobům generování vysokofrekvenčního signálu - tedy oscilátorům a moderním vysokofrekvenčním syntezátorům.

Laboratorní cvičení probíhají v laboratoři UREL vybavené špičkovým přístrojovým vybavením pro vysokofrekvenční měření. 30


Mikrovlnná technika (BMVT) Garant:

Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 13


ostatní 0


zimní 4

Stručný obsah přednášek: • Základní mikrovlnné přenosové struktury • Impedanční transformátory • Mikrovlnné rezonátory • Reciproční mikrovlnné zeslabovače a posouvače fáze, bezodrazové zátěže • Směrové vazební členy, děliče a sdružovače výkonu • Mikrovlnné filtry • Nereciproční mikrovlnné feritové obvody • Základní typy mikrovlnných integrovaných obvodů (MIO) • Mikrovlnné struktury na bázi vlnovodů integrovaných do substrátu Témata laboratorních cvičení: • Měření parametrů dutinových rezonátorů • Měření vlastností mikrovlnných feritových obvodů • Měření elektrických vlastností materiálů v mikrovlnném pásmu • Vektorový obvodový analyzátor: kalibrace a měření • Měření rozptylových parametrů vybraných mikrovlnných obvodů

Komentář: Předmět Mikrovlnná technika představuje obvodovou techniku v pásmech jednotek až desítek GHz. Přednášky jsou zaměřeny na výklad základních principů a vlastností mikrovlnných struktur, jejichž znalost je nezbytná pro návrh zařízení nejen pro komunikační účely. Laboratorní cvičení prakticky seznamují studenty s jednotlivými typy mikrovlnných obvodů a metodami jejich měření.

31


Rádiové přijímače a vysílače (BRPV) Garant:

prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 26

počítače 0

Ústav: ostatní 0


zimní 6

Stručný obsah přednášek a cvičení: • • • • • • • • •

Základní koncepce přijímačů, jejich parametry a metody měření. Obvodové řešení analogových a číslicových stavebních bloků přijímačů. Rozhlasová stereofonie a systém RDS. Základní koncepce vysílačů, jejich parametry a metody měření. Obvodové řešení analogových a číslicových stavebních bloků vysílačů. Vysokofrekvenční výkonové zesilovače s vysokou účinností. Základní metody číslicového zpracování signálů v radikomunikačních systémech. Softwarové rádio, využití signálových procesorů a programovatelných polí. Moderní a perspektivní rádiové systémy, přenos rozhlasového vysílání DAB.

Komentář: Rádiové přijímače a vysílače tvoří nedílnou součást většiny bezdrátových komunikačních systémů. Dříve bylo jejich hlavním úkolem přenášet analogové akustické nebo obrazové signály. Moderní číslicové metody zpracování těchto signálů spolu s potřebou přenosu stále většího objemu dat způsobil přechod od analogových k digitálním modulacím a k digitalizaci značné části těchto systémů. Náplň předmětu zahrnuje popis koncepcí analogových i digitálních přijímačů a vysílačů, definice jejich parametrů a seznamuje s metodami jejich měření. Velká část přednášek je věnována popisu stavebních bloků těchto systémů v analogové i číslicové formě (směšovačů, oscilátorů, syntezátorů, modulátorů, demodulátorů, obvodů AVC, AFC, výkonových zesilovačů, atd.) a popisu základních metod zpracování signálů (vzorkování, filtrace, interpolace, decimace, atd.). Část přednášek je zaměřena na technologie využívané pro realizaci moderních rádiových systémů (speciální integrované obvody, signálové procesory, programovatelná pole). Mezi konkrétní rozhlasové systémy, kterým je věnována v předmětu větší pozornost patří například stereofonní rozhlasové vysílání a přenos doplňkových informací RDS nebo systém digitálního rozhlasového vysílání DAB. Prakticky zaměřená laboratorní měření umožňují názorným způsobem pochopit činnost vybraných stavebních bloků a seznámit s metodikou měření základních parametrů rádiových přijímačů a vysílačů.

32


Základy televizní techniky (BZTV) Garant:


Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 26

Ústav:

počítače 0

ostatní 0


zimní 6

Stručný obsah přednášek: • Základní poznatky o světle (základy fotometrie a kolorimetrie). • Základní principy televizního přenosu. • Snímání obrazu (snímače CCD, televizní kamery, filmové snímače). • Televizní obrazovky (LC a plazmové obrazovky). • Analogové soustavy barevné televize (NTSC, PAL). • Televizní přenos zvukových signálů, televizní informační systémy – teletext. • Televizní přijímače. • Systém DVB, zdrojové kódování obrazových signálů (JPEG, MPEG1, MPEG2, MPEG4-AVC), zdrojové kódování zvukových signálů. • Multiplexování a kanálové kódování. • Používané digitální modulace (QPSK, QAM, OFDM). • Televizní přijímače DVB, standard HDTV. • Družicový televizní přenos.

Témata laboratorních cvičení: • • • • • • • • • •

Signály v televizní přenosové soustavě. Přenos datových informací v televizním signálu. Úplný televizní signál. Komunikace uvnitř TV přijímače. Návrh domovního kabelového TV rozvodu. Komprimace videosekvencí pomocí 3D DCT. Digitalizace a komprese videosekvencí. Měření signálů DVB-T. Měření signálů DVB-S. Měření parametrů TV přijímače.

Laboratorní cvičení probíhají v laboratoři UREL vybavené špičkovým přístrojovým vybavením a moderní TV technikou.

33


Elektromagnetická kompatibilita (BEMC) Garant:

Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 20


ostatní 6


zimní 6

Stručný obsah přednášek: • Elektromagnetická kompatibilita – definice, vznik a vývoj, příklady. • Zdroje rušivých signálů. Průmyslové zdroje rušení. Spojité a impulsní rušivé signály nf. a vf. Zdroje přepětí. Bleskový výboj. Lokální elektrostatické výboje ESD. Zdroje kontinuálního a zvláštního rušení. NEMP • Vazební mechanismy přenosu rušení. Metody zmenšování parazitních vazeb. • Odrušovací kondenzátory a tlumivky. Odrušovací filtry. Zásady a problémy návrhu. Speciální odrušovací filtry: filtry EMP, datové filtry, filtry TEMPEST. • Přepěťové ochranné prvky odrušovacích filtrů. Plynové výbojky, varistory, speciální Zennerovy diody, diody PIN. • Elektromagnetické stínění, jeho účinnost. Účinnost stínění ve vzdáleném a blízkém poli. Technika stínění. • Stínění koaxiálních kabelů. Vazební impedance stínění kabelů. Měření rušivých signálů s umělou zátěží LISN, pomocí napěťových a proudových sond. • Měření pomocí absorpčních kleští. Měření rušivých signálů pomocí antén. Typy antén. Měření ve volném prostoru, ve stíněných komorách. • Absorpční bezodrazové komory. Měřicí přijímače a spektrální analyzátory. Špičková, kvazi-špičková a detekce střední hodnoty. Elektromagnetická odolnost a její testování. Kritéria elmag. odolnosti technických zařízení. • Simulace rušivých vlivů v napájecí síti, vysokoenergetických a nízkoenergetických širokopásmových impulzů, ESD, vf. polí pro zkoušky odolnosti. Speciální testovací komory. • Normalizace v oblasti EMC. Témata laboratorních cvičení: • Měření v elektromagneticky stíněné komoře. • Měření rušivých signálů. • Testy elektrostatickými výboji. • Testy účinků bleskových výbojů. • Měření účinnosti stínění.

34


Komunikační systémy (BKSY) Garant:

prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 26

počítače 0

Ústav: ostatní 0


letní 6

Stručný obsah přednášek: • Rozdělení a obecné schéma komunikačních systémů. • Zdrojové kódování řečových, obrazových a datových signálů. Kryptografie. • Kanálové kódování. Lineární kódy. Hammingovy, cyklické a konvoluční kódy. • Modulace a detekce signálu v základním pásmu. Linkové kódy. • Přizpůsobený filtr. Potlačení mezisymbolových interferencí. Ekvalizace. • Modulace v přeneseném pásmu. Analogové modulace. Digitální modulace. • Systémy s mnohonásobným přístupem. Metody multiplexování. • Komunikační kanál. Působení šumu. Únik. Diverzitní příjem. • Synchronizace kmitočtu a fáze nosné vlny. Symbolová a rámcová synchronizace. • Telefonní a radiotelefonní systémy. Technologie ISDN a DSL. • Rádiové a televizní analogové vysílání. Digitální rozhlas a televize. • Družicové komunikační systémy. Optické komunikační systémy. • Datové sítě a přenosové protokoly. Bezdrátový přenos dat. Komentář: Předmět Komunikační systémy poskytuje celkový přehled o koncepci většiny současných kabelových a bezdrátových komunikačních systémů. Vysvětluje podstatu jejich činnosti a metody zpracování informačního signálu (kódování, modulace, atd.) v jednotlivých blocích celého komunikačního řetězce. Mezi současné systémy, kterým je v rámci přednášek věnována větší pozornost, patří například ISDN, ADSL, INTELSAT, GSM, WLAN, DAB nebo DVB. V obsahu přednášek nechybí ani perspektivní komunikační systémy na bázi 3G a 4G technologií. Prakticky zaměřená laboratorní měření umožňují názorným způsobem pochopit činnost vybraných stavebních bloků komunikačních systémů, seznamují s podstatou a vlastnostmi vybraných analogových a číslicových modulací, názorně vysvětlují metody kódování číslicových signálů pro přenos v základním pásmu, demonstrují principy přenosu dat po komutované telefonní lince, pomocí ADSL nebo pomocí bezdrátové technologie WiFi. 35


Počítačové řešení komunikačních subsystémů (BRKS) Garant:

Ing. Petr Vágner, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 0


ostatní 0


letní 6

Stručný obsah přednášek a cvičení: • Vlastnosti komunikačních systémů pro pásmo decimetrových a centimetrových vln – šíření elektromagnetických vln volným prostorem. • Základní druhy a vlastnosti vysokofrekvenčních a mikrovlnných vedení. • Návrh a modelování vybraných typů planárních filtrů. Děliče a slučovače výkonu, přepínače, směrové odbočnice. Návrh a simulace. • Antény pro komunikační systémy v pásmu decimetrových vln. Trychtýřové, reflektorové antény a planární antény. Vlastnosti, návrh a modelování. • Linearizované zesilovače, nelineární obvody. Komentář: Pro efektivní návrh a analýzu vlastností vysokofrekvenčních a mikrovlnných obvodů je v současnosti využíváno výkonných softwarových nástrojů. Tyto simulační softwary umožňují řešit problémy ve vysokofrekvenční technice jak detailně, tak z pohledu celých systémových bloků. Příkladem jsou komerční softwary firmy Ansoft. Ansoft Designer pro návrh a simulace lineárních a nelineárních obvodů, planárních obvodů a komunikačních systémů z blokového pohledu a Ansoft HFSS pro simulace mikrovlnných komponent a struktur. Cílem předmětu je základní zvládnutí návrhových postupů důležitých vysokofrekvenčních a mikrovlnných komponentů a způsobů jejich modelování v simulačním softwaru.

36


Rádiové a mobilní komunikace (BRMK) Garant:


Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 26

počítače 0

Ústav: ostatní 0


letní 5

Stručný obsah přednášek: • Úvod do mobilních komunikací (kmitočtová pásma, kmitočtové tabulky, vývoj a rozdělení systémů mobilních komunikací, obecné schéma radiokomunikačního systému). • Zpracování signálů (zdrojové a kanálové kódování, prokládání, modulace). • Základní koncepce a funkce radiokomunikačních systémů, systémy s mnohonásobným přístupem a metody multiplexování, způsoby přenosu, plošná struktura, využití kmitočtového pásma, handover, typy spojování, rušivé jevy působící na signál a možnosti jejich omezení. • Systém GSM (kmitočtová pásma, architektura, zpracování signálů, přenos datových signálů, GPRS, HSCSD, EDGE, zvláštnosti systému GSM 1800, programy TEMS a QVoice. • Systém UMTS (architektura, zpracování signálů). C0=3 • Systémy pro bezšňůrové telefony (DECT). BSIC00 • Systémy pagingu (RDS, ERMES). C0=7 C0=5 BSIC01 BSIC00 • Systémy WPAN (Bluetooth), WLAN (WiFi), WMAN C0=1 (WiMAX). BSIC00 • Perspektivní systémy (LTE, HAPS), vývojové trendy C0=7 C0=5 BSIC01 v mobilních komunikacích, klíčové oblasti vývoje. BSIC00 Témata laboratorních cvičení: • Měření dílčích obvodů mobilní stanice GSM. • Testování mobilní stanice GSM. • Základní parametry sítě GSM. • Repeatery pro systém GSM. • Měření základních parametrů systémů Bluetooth a WiFi. • Ověřování vlastností Walsových funkcí a PN sekvencí. • ROMES – program pro testování mobilních sítí. • Přenosové vlastnosti GPRS a EDGE, internet 4G.

C0=3 BSIC00

Laboratorní cvičení se konají ve společné laboratoři Ústavu radioelektroniky FEKT VUT v Brně a T-Mobile CZ

37


Základy optických komunikací a optoelektronika (BOPE) Garant:

prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 13

počítače 0

Ústav: ostatní 0


letní 5

Stručný obsah přednášek: • Metrologické aspekty optoelektroniky • Optické spektrum a vlastnosti záření • Interferometrie a optické interferometry • Difrakce, holografie a termogramy • Optické komponenty a jejich popis • Lasery a laserové diody • LED a fotodetektory • Snímače a displeje • Optická vlákna • Optické vláknové spoje • Optické bezkabelové spoje • Lidary a laserové radary • Budoucnost optoelektroniky Témata laboratorních cvičení: • Měření odrazivých vlastností povrchů • Měření citlivosti a linearity optického přijímače • Měření útlumu optického vlákna • Počítačové řešení energetické bilance optického směrového spoje • Měření kvalitativních parametrů optické linky

Studenti se seznámí s vlnovými a kvantovými projevy světla, holografií a principem funkce laseru. Budou schopni použít aproximace optických jevů k řešení konkrétních problémů optoelektroniky a optických komunikací.

38

Prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida předseda oborové rady bakalářského studijního oboru Elektronika a sdělovací technika

Ústav radioelektroniky FEKT VUT v Brně Purkyňova 118, 612 00 Brno Tel.: 541 149 114 Fax: 541 149 244 E-mail: [email protected] http://www.urel.feec.vutbr.cz

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA

Recommend Documents