Učební osnova předmětu ELEKTRONICKÁ ZAŘÍZENÍ
Obor vzdělání: 26-41-M/01 Elektrotechnika, zaměření slaboproud Forma vzdělávání: denní studium Ročník kde se předmět vyučuje: čtvrtý Počet týdenních vyučovacích hodin ve čtvrtém ročníku: 7 Platnost od: 1. 9. 2009
Pojetí vyučovacího předmětu: 1. Obecný cíl předmětu: Předmět je zaměřen na výchovu středoškolsky vzdělaného odborníka pro oblast elektronických zařízení. Studenti se seznámí se vznikem a zpracováním signálu, s přenosem signálu, se skladbou různých druhů elektronických zařízení. Cílem předmětu je, aby žáci mohli tyto znalosti rozvíjet při dalším studiu na VŠ nebo aby mohli tyto znalosti uplatnit v praxi. 2. Charakteristika učiva: Učivo zahrnuje rozsáhlou oblast analogových a digitálních zařízení a systémů. První kapitoly jsou zaměřeny na elektronické obvody a subsystémy, další kapitoly zahrnují analýzu a zpracování signálů, v následujících kapitolách je věnována pozornost přenosu signálu. Následující kapitoly věnující se multimediální oblasti, telekomunikační oblasti atd. Na závěr je probírána problematika elektromagnetické kompatibility. 3. Výsledky vzdělávání: Výuka směřuje k tomu, aby po jejím skončení žák: • se orientoval v obvodovém řešení elektronických zařízení • znal základní principy uplatňující se při zpracování a přenosu analogových i digitálních i signálů • uměl analyzovat signál a uměl použít výsledky analýzy • měl přehled o současném stavu a směřování vývoje v daném oboru • měl přehled o problematice digitálního rozhlasu, digitální televize, elektronické navigace a lokalizace • měl přehled v oblasti mobilní radiové komunikace • znal problematiku elektromagnetické kompatibility
4. Pojetí výuky: Výuka probíhá formou výkladu, je doprovázena příklady z praxe, ukázkami elektronických prvků a elektronických zařízení. Dále je výuka směrována na rozvíjení schopností žáků samostatně studovat odbornou literaturu a vyhledávat na internetu odborné články a dokumenty. Učivo je strukturováno do tématických celků rozepsaných v rámcovém rozpisu učiva. 5. Hodnocení žáků: Hodnocení bude prováděno formou ústního i písemného zkoušení, hodnocení aktivity a schopnosti orientovat se v dané problematice. 6. Z hlediska klíčových kompetencí se klade důraz na: • • • • • • • •
komunikativní dovednosti v daných oblastech ověřování si získaných poznatků celoživotní získávání nových poznatků využívat moderních komunikačních sítí k získávání informací umění získávat informace z různých zdrojů využívání matematických postupů k popisu dané problematiky umění využívat dané předpisy, normy a doporučení možnost pracovního uplatnění v dané oblasti
7. Přínos předmětu k rozvoji klíčových kompetencí a průřezových témat: Žáci budou mít přehled o obnovitelných zdrojích energie a ochraně životního prostředí z hlediska výroby, užití a spotřeby elektrické energie z titulu použití elektroniky v reálném životě. Žáci budou seznámeni se základními principy bezpečnosti a ochrany zdraví při práci. Mezi nejdůležitější kompetence, které budou rozvíjeny v předmětu elektronická zařízení patří kompetence komunikativní, schopnost uplatnit při řešení problémů základní poznatky, aplikovat matematické postupy při řešení praktických úkolů a zejména využívat základní pojmy v elektrotechnice tak, aby žák: • • • • • • • • • •
vyjadřoval se přiměřeně účelu jednání, vhodně se prezentoval přistupoval aktivně k získávání nových znalostí a dovedností učil se efektivně, kriticky posuzoval dosažené výsledky, přijímal kritiku jiných využíval k učení zkušenosti jiných studentů a učitelů byl připraven dále se vzdělávat, dbát na své duševní a fyzické zdraví byl schopen pracovat v týmu, odpovědně plnil zadané úkoly, byl ochoten zvažovat návrhy jiných a zodpovídal za výsledky své práce uplatňoval při řešení problémů vhodné logické a matematické postupy, používal vhodné algoritmy využíval a vytvářel různé formy grafického znázornění (tabulky, diagramy, schémata a grafy) při řešení zadaných problémů sestavil ucelené řešení praktického úkolu na základě dílčích výsledků získával informace z otevřených zdrojů, posuzoval jejich věrohodnost a využíval je k řešení problému.
Rámcový rozpis učiva 4. ročník (celkem 175 hodin) Výsledky vzdělávání Žák: Učivo: 1. Základní číslicové a impulsní • zná vlastnosti různých obvody číslicových obvodů • Obvody TTL • umí použít číslicové obvody • Obvody CMOS TTL i CMOS • zná přednosti digitálních • Elektronické spínače elektronických zařízení • Spínání indukčních zátěží • umí popsat děje, které probíhají v elektronických spínačích 2. VF a mikrovlnné zesilovače • zná význam zesilovačů • Úzkopásmové zesilovače v radioelektronických zařízeních • Širokopásmové zesilovače • umí popsat činnost VF a • Výkonové VF zesilovače širokopásmových zesilovačů • umí nakreslit a popsat jednoduché výkonové VF zesilovače 3. Nelineární obvody • má přehled o použití radioelektronických zařízení nelineárních obvodů • Směšovače v moderních radioelektronických zařízeních • Modulátory a demodulátory • umí popsat základní obvody • Oscilátory vysílačů a přijímačů • Fázový závěs • zná význam oscilátorů v elektronických zařízeních 4. Analýza signálů • umí provést Fourierův rozvoj • Fourierův rozvoj nesinusových jednoduchých periodických funkcí periodických funkcí • má přehled o použití • Kmitočtová spektra periodických Fourierovy transformace signálů v moderních elektronických • Kmitočtová spektra neperiodických zařízeních signálů • umí popsat kmitočtová spektra • Fourierova transformace, inverzní jednoduchých signálů Fourierova transformace, rychlá Fourierova transformace
Hodin :
10
10
10
10
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
zná základní parametry sdělovacích vedení zná oblast využití sdělovacích vedení zná vliv sdělovacích vedení na elektronický signál umí použít vedení naprázdno a nakrátko v elektronických zařízeních má přehled o použití optických vláken pro přenos signálu zná parametry a vlastnosti jednotlivých typů vláknových světlovodů zná vlastnosti hlavních typů zdrojů i přijímačů optického signálu má přehled o využití elektromagnetických vln různých vlnových délek zná druhy šíření elektromagnetických vln různých vlnových délek umí popsat základní druhy antén zná základní druhy analogových modulací zná význam impulsních modulací v základním pásmu má přehled o požití impulsních modulací s nosnými kmitočty zná operace, které se provádějí při zpracování digitálních signálů umí vysvětlit princip zdrojového kódování ví, jak se zabezpečuje signál proti chybám při přenosu umí vysvětlit význam prokládání zná základní pojmy z akustiky a elektroakustiky umí popsat základní typy reproduktorů a mikrofonů ví, jak působí akustický signál na lidský sluch
5. Přenos signálu po sdělovacím vedení • Parametry sdělovacích vedení • Impedančně nepřizpůsobené vedení • Vícenásobný přenos signálu
6. Přenos signálů po vláknových světlovodech • Druhy a parametry optických vláken • Princip přenosu signálu po vláknových světlovodech • Zdroje optického signálu • Detektory optického signálu • Hustý a velmi hustý vlnový multiplex 7. Přenos signálů pomocí elektromagnetických vln • Vznik, parametry a vlastnosti elektromagnetických vln • Šíření elektromagnetických vln • Antény 8. • • • •
Modulace elektromagnetických vln Amplitudová modulace Frekvenční modulace Impulsní modulace v základním pásmu Impulsní modulace s nosnými kmitočty • Vícestavové impulsní modulace 9. Zpracování digitálních signálů • Zdrojové kódování • Kanálové kódování • Prokládání
10. Základy elektroakustiky • Základní akustické veličiny • Fyziologická akustika • Elektromechanické měniče
5
10
10
10
10
10
• • • • •
• • • • • • • • • • • • • •
umí popsat, jak se zpracovává analogový i digitální zvukový signál umí konkrétně popsat zdrojové kódování digitálního zvukového signálu umí popsat vytvoření signálu standardu MPEG zná základy kolorimetrie a základní vlastnosti lidského zraku má přehled o zdrojích obrazového signálu a o přijímačích obrazového signálu umí popsat zdrojové kódování digitálních obrazových signálů umí posoudit využití radiových přenosů v životě moderního člověka zná základní vlastnosti a parametry radiových vysílačů a přijímačů umí popsat princip přenosu obrazu pomocí TV techniky má přehled o normách analogové i digitální televize umí popsat soustavu barevné televize PAL umí popsat blokové schéma analogového i digitálního TV přijímače zná výhody digitálního rozhlasu a televize oproti analogovým médiím zná základní principy používané v digitálním rozhlasu a digitální televizi umí popsat systém digitálního rozhlasu T-DAB umí popsat systémy digitální televize zná základní principy používané v mobilních radiokomunikacích umí popsat systém GSM umí popsat zpracování signálu v síti GSM
11. Zpracování zvukového signálu • Zpracování analogového a digitálního zvukového signálu,záznam signálu • Kódování zvukového signálu • Standardy MPEG
12. Vznik a reprodukce obrazových signálů • Základy kolorimetrie • Vlastnosti lidského zraku • Zdroje obrazového signálu • Záznam optického signálu • Kódování obrazového signálu • Standard JPEG, MPEG • Reprodukce optického signálu 13. Základy radiotechniky • Radiové přijímače • Radiové vysílače • Stereofonní rozhlas 14. Základy televizní techniky • Rozklad obrazu • TV normy • Soustavy barevné televize • Televizní přijímač
15. Základy digitálního rozhlasu a televize • Kódování obrazových a zvukových signálů • Kódovaný ortogonální kmitočtový mutliplex • Digitální rozhlas T-DAB, S-DAB • Digitální televize DVB-T, DVB-C, DVB-S • Jednofrekvenční síť vysílačů 16. Mobilní radiová komunikace • Sytém GSM • Koncepce systému • Zpracování signálů v systému GSM
10
10
10
10
15
10
• • • • • •
umí popsat oblasti využití družicové lokalizace a navigace zná principy používané v družicové lokalizaci má přehled o parametrech systému GPS umí se orientovat v tématice elektromagnetické kompatibility zná základní zdroje rušení má přehled o odrušovacích prostředcích
Vypracoval: Ing. Jaroslav Křepelka Č. Budějovice 1. 9. 2009
17. Navigace a lokalizace • Principy družicové lokalizace • Družicové lokalizační systémy • Systém GPS
18. Elektromagnetická kompatibilita • Interferenční zdroje • Interferenční vazby • Odrušovací prostředky
5
10
