Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Terminated in academic year 2009/2010

Konstrukce elektronických zařízení

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky čeština
Kód 454-0512/01
Zkratka KEZ
Název předmětu česky Konstrukce elektronických zařízení
Název předmětu anglicky Electronic Devices Design
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra telekomunikační techniky
Garant předmětu Ing. Michal Jahelka, Ph.D.

Subject syllabus

Přednášky:
Technický systém. Blokové schéma, měrné body, vstupy, výstupy, mechanické uspořádání, chlazení, napájení, rušení.
Vektorový diagram, přenos napětí, fáze, odezva na skok.
Kategorizace výrobků. Výroba, rozvod a spotřeba el. Energie, součástky, spotřební, investiční a měřicí elektronika.
Rezonátory, RLC sériový, paralelní, jakost.
Kvalita součástí. Rychlost (mezní kmitočet), přesnost, spolehlivost, řady hodnot. Aproximace nelinearit, dioda, diferenciální odpor, teplotní závislost, kapacita, LED.

Výrobek z hlediska struktury provozu. Objem, hmotnost, vzhled, kompatibilita, opravitelnost, cena, příkon, obsluha, přesnost, výkon, spolehlivost.
Tranzistor, parametry, zesílení, zkreslení, šum, mezní kmitočet.
Konstrukční kritéria. Vliv napájení, hospodárnost, technika realizace, sériovost, plošné spoje, rušení, ochrany, chlazení, el. bezpečnost. Rozpiska, hodnota, typ, kritérium poruchy, rozptyl, teplotní závislost, povolené stárnutí, příkon, oteplení, intenzita poruch, cena.
Teplotní akcelerace poruchovosti. Poruchy, poruchovost, degradace, Arheniova rovnice, intenzita poruch, degradace přetížením. Návrh plošného spoje, figury, rastr, hustota, vývody.
Teplotní rozsahy. Vodiče, elektromechanické součásti, polovodiče, ferity, keramika, elektrolyty, rezistory.
Výběr obvodů podle napájení, obvody pro 1,5 V - 3V - 5V - 15V - 24V - 30V.
Chlazení zářením. Integrální termoradiace, povrch chladiče, nomogram, dominantní frekvence záření. Chlazení zářením, drátový rezistor, žárovka, výkonový koaxiální kabel.
Elektrotermická analogie. Řešení termických systémů převodem na elektrické schéma. Tepelná kapacita, tepelné čerpadlo.
Tepelná setrvačnost. Časová konstanta, těleso, vodič, distribuce parametrů. Tepelná pojistka, odezva na výkonový impuls, přetížitelnost.
Chlazení vedením. Analogické vztahy typu s/l, tepelná vodivost, tloušťka chladicího plechu, tepelná trubice.
Chlazení vedením, chlazení výkonového tranzistoru, minimalizace ztrát.
Chlazení prouděním. Zákon Kingův, nucené chlazení ventilátorem, přirozená ventilace (komínový efekt).
Současné chlazení prouděním, vedením a zářením.
Termoelektřina. Termočlánek, Peltier, termostat.
Účinnost, teoretická mez, šíření teploty.
Elektronické teploměry. Diodový stejnosměrný, diodový střídavý, termistor, pyrometr. Elektronické teploměry, snímač proudění, dvojice teplot.
Elektrodynamika. Transformace impedancí, reproduktor, rezonátory. Ozvučení, elektroakustika, akustický tlak, reprosoustava, výhybky.
Obrazovka. Termoemise, videozesilovače, vychylování, luminofory, implose.
Transformátory. Unikající proud, bezpečnostní třídy, vnitřní odpor, frekvenční charakteristika, přesycení, horní mezní kmitočet.
Napájecí zdroje. Zdvojovač, násobič, pulsní stabilizátor, elektromagnetická kompatibilita. Výpočet sekundárního napětí.
Technická estetika. Výtvarná geometrie, hudební akustika, optickoakustická analogie. Řady kmitočtů, kmitočtová ústředna elektronického nástroje.
Nelinearity. Termistor, pozistor, bleskojistka, relé, nelineární podajnost. Nelinearity, reference, linearizace.

Odstup rušení. Zemnění, šumy, el. a mag. pole, vlhkost, fotocitlivost, mikrofoničnost. Odstup rušení, uzemňování rozlehlých systémů, jednorázové děje.
Inovace. Míra, inovační cyklus, nový výrobek, metrologie, oživování a opravy.
Výkonnost, tepelná trubice, elektrické vedení, vlnovod, zvukovod


Cvičení:
Seznámení s obsahem předmětu, bezpečnost v laboratořích, výpočty na vodivost, keramický rezistor, oteplení
Dioda, dioda v mezních stavech, výpočty
Analogové a spínané zdroje, rušení zdrojem, návrh zdroje z hlediska minimalizace rušení, step-up, step-down, invertující měniče, měniče s transformátorem galvanicky oddělené, obvody MC34063 a MAX756
Radioelektronika - výpočty
Optočleny, druhy optočlenů, výpočty, lineární optočlen, frekvenční charakteristika
Zesilovač - výpočty
Jištění v elektronice, pojistky, polyswitche, výpočty elektronické pojistky, zdroje s elektronickou pojistkou, varistrory, transily, jiskřiště
Chlazení v elektronice, emisivita, černé těleso, tepelná trubice, peltierův článek
Galvanický článek, náboj, výkon, energie, kapacita, spotřeba, zinkový článek, vybíjecí křivka, teoretické napětí, vnitřní odpor, optimální proud
Superkapacitor, syntetická indukčnost, řízená vodivost
elektroakustika - Mikrofon, reproduktor, rezonanční kmitočet, piezoměnič, možnosti potlačení zpětné vazby

Laboratoře:
Měření spínaného zdroje s obvodem MC34063A, výstupní charakteristiky, průběhy
Měření optočlenů, převodní charakteristika, frekvenční charakteristika
Měření jistících prvků - pojistky (přerušení trvalým proudem a rychlost přerušení impulsem), polyswitch, elektronická pojistka, varistor a transily

Měření na chladičích, peltierův článek
Transformátory, rozptyl emg pole. EI, VF, VN, toroidní a hrníčkový transformátor, akumulovaná energie
Elektroakustika, vlastní rezonanční kmitočet zařízení, zpětná vazba, zkreslení, charakteristika mikrofonu a reproduktoru

Literature

Musil V. : Konstrukce a technologie elektronických zařízení. VUT Brno, 1994.
Szendiuch I. : Mikroelektronické montážní technologie. VUTIUM, Brno, 1997.
Novotný J. : Povrchová montáž součástek. Tesla VÚST, 1988.
Škeřík : Plasty v elektrotechnice, SNTL.

Mohyla, M. : Nekonvenční strojírenské materiály, VŠB Ostrava.
Amerasekera E.A. - Campbell D.S. : Faillure Mechanisms in Semiconductor Devices. John Willey, 1987.
Ginsberg, G. : Printed Circuits Design. Mc Graw-Hill, 1980.
Fukátko, V. : Teplo a chlazení v elektronice, BEN, 1998.

Advised literature

Klepš Z. : Základní mechanické součásti přístrojů, ČVUT Praha, 1985.