Transcript
UREL FEKT :: Purkyňova 118 :: Brno :: Tel: :: Fax: Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysoké učení technické v Brně Bakalářské kombinované studium studijní obor ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA EST STÁTNÍ ZÁVĚREČNÉ ZKOUŠKY tématické okruhy předmětů 2012 OBSAH 1 Průběh státních závěrečných zkoušek...3 Bakalářská práce... 3 Zkoušky z předmětů... 4 Výsledné hodnocení SZZ... 5 Promoce Základy elektroniky a sdělování...7 Analogové elektronické obvody KAEO... 7 Elektromagnetické vlny, antény a vedení KEVA... 7 Impulzová a číslicová technika KICT... 8 Mikroprocesorová technika a embedded systémy KMPT... 8 Číslicové zpracování a analýza signálů KCZA... 9 Vysokofrekvenční a mikrovlnná technika KVMT Aplikovaná elektronika a komunikace...10 Napájení elektronických zařízení KNEZ...10 Nízkofrekvenční a audio elektronika KNFE...10 Návrh analogových filtrů KELF...11 Základy televizní techniky KZTV...11 Elektromagnetická kompatibilita KEMC...11 Rádiové a mobilní komunikace KRMK...12 Základy optických komunikací a optoelektronika KOPE Průběh státních závěrečných zkoušek 1 Průběh státních závěrečných zkoušek Státní závěrečné zkoušky (SZZ) oboru Elektronika a sdělovací technika (EST) v bakalářském studiu se budou v akademickém roce 2011/12 konat v úterý 12. června Vlastní zkouška se skládá ze tří samostatných částí: a) obhajoby bakalářské práce; b) zkoušky z předmětu SZZ Základy elektroniky a sdělování; c) zkoušky z předmětu SZZ Aplikovaná elektronika a komunikace. Rozřazení studentů do komisí a časový rozpis státních zkoušek bude studentům zveřejněn v informačním systému v pátek 8. června. Ke státní zkoušce je student povinen přijít o 90 minut dříve, než je uvedeno v časovém rozvrhu státních zkoušek. Je to dáno tím, že součástí zkoušky z předmětů SZZ Základy elektroniky a sdělování a Aplikovaná elektronika a komunikace je 45- minutová písemná příprava. Ke SZZ může postoupit pouze student, který a) do konce zkouškového období za letní semestr v posledním ročníku studia získá minimálně 175 kreditů a splní kreditovou skladbu, včetně podmínek daných studijním plánem oboru (zbývajících 5 kreditů za bakalářskou práci student obdrží po její úspěšné obhajobě); b) odevzdá na sekretariát UREL nejpozději do do 15:00 bakalářskou práci s přílohami; c) vybere v IS VUT předměty v rámci tematických oblastí a v období od do potvrdí v IS VUT přihlášku k SZZ. Pokud je vše splněno studijního oddělení pro daného studenta v IS VUT nastaví atribut připuštěn k SSZ. Omluva neúčasti studenta na SZZ je možná pouze ze závažných, zejména zdravotních důvodů. Písemnou a vlastnoručně podepsanou žádost o omluvu z termínu SZZ, je student povinen předat co nejdříve děkance FEKT prostřednictvím předsedy oborové rady (pro KB-EST prof. Raida). V případě nemoci doloží student k žádosti lékařské potvrzení. Předseda oborové rady rozhodne o přijetí/nepřijetí omluvy a své rozhodnutí uvede písemně na žádost studenta. V případě přijetí omluvy předseda OR zajistí vyřazení studenta z příslušné komise pro SZZ. Žádost o omluvu s vyjádřením předsedy OR předá student okamžitě na studijní oddělení. Bakalářská práce Zadání bakalářské práce si může student vyzvednout na sekretariátu ústavu radioelektroniky od prvního týdne letního semestru. Pokyny k vypracování bakalářské práce a všechny termíny, které musí student dodržet, jsou popsány ve vyhlášce, zveřejněné v Aktualitách na webu UREL. Bakalářskou práci studenti odevzdávají elektronicky v informačním systému a vytištěnou ve dvou svázaných exemplářích na sekretariát Ústavu radioelektroniky a to nejpozději do pátku 25. května 2012 do 15:00. Jeden exemplář práce obsahuje originál zadání. Během dvou týdnů před SZZ bakalářskou práci posuzují její vedoucí a oponent. Posudky na práci vedoucí a oponent zadá do informačního systému nejpozději do čtvrtka 7. června. 3 V textu samotné bakalářské práce nesmí být uváděny citlivé údaje (data narození apod.). Vedoucí práce odpovídá spolu se studentem za to, že na internetu nebudou v rámci bakalářských prací zveřejňována citlivá data, která nejsou součástí veřejně přístupných údajů, ani data chráněná obchodním zákoníkem či autorským zákonem (viz odst. 5 čl. 50 SZŘ VUT) nebo smlouvou se subjektem poskytujícím pro bakalářskou práci svoje interní data (ZKR06-11). Pokud bakalářská práce obsahuje utajované informace, vkládá se elektronicky do IS VUT ve dvou verzích veřejná verze (bez utajovaných informací) a tajná verze. Obě verze mohou být vytvořeny pouze na základě písemného potvrzení firmy, kde budou uvedeny důvody utajení. Na základě písemného potvrzení firmy, rozhodne vedoucí práce o vložení obou verzí práce do IS VUT, včetně počtu let utajení, které vyznačí v detailu práce v sekci Licenční ujednání. V pondělí 11. června před státní zkouškou mezi 13:00 až 15:00 jsou studenti povinni uložit si na počítač v místnosti, kde budou zkoušeni, prezentaci k obhajobě své bakalářské práce. Doporučená délka prezentace je 8 minut. Je vhodné vyzkoušet si prezentaci před vedoucím své bakalářské práce. Doporučenou šablonu prezentace si lze stáhnout z webových stránek UREL, odkaz Všem studentům UREL, bod Doporučení pro tvorbu prezentací. Po prezentaci bakalářské práce jsou přečteny posudky na bakalářskou práci. Následně předseda komise zahájí rozpravu k práci, v níž student reaguje na výhrady uvedené v posudcích a odpovídá na otázky členů komise. Jakmile má komise dostatek informací o prezentovaném řešení, předseda obhajobu bakalářské práce ukončí. Pokud je v posudku oponenta nebo vedoucího závěrečné práce uvedeno, že práce nebo její část je plagiátem, komisi je doporučeno obhajobu závěrečné práce klasifikovat stupněm F. Součástí každé závěrečné práce je Prohlášení, jehož podpisem bere student na vědomí jeho obsah: Jako autor uvedené bakalářské práce dále prohlašuji, že v souvislosti s vytvořením této bakalářské práce jsem neporušil autorská práva třetích osob, zejména jsem nezasáhl nedovoleným způsobem do cizích autorských práv osobnostních a jsem si plně vědom následků porušení ustanovení 11 a následujících autorského zákona č. 121/2000 Sb., včetně možných trestněprávních důsledků vyplývajících z ustanovení části druhé, hlavy VI. díl 4 Trestního zákoníku č. 40/2009 Sb. V případě, že student neobhájí závěrečnou práci, komise rozhodne: a) zda práci doplní (student může k obhajobě využít mimořádný termín, bude-li vypsán); b) přepracuje se stejným zadáním (obhajoba je možná nejdříve v následujícím řádném termínu); c) vypracuje se zadáním jiným (obhajoba je možná nejdříve v následujícím řádném termínu). Své rozhodnutí komise sdělí studentovi a tajemník rozhodnutí zapíše do protokolu v IS VUT. Následují ústní zkoušky z předmětů. Zkoušky z předmětů Zhruba v polovině letního semestru (viz úvod) jsou studenti povinni se přihlásit ke státní zkoušce. Součástí přihlášky je seznam tří oborových volitelných předmětů z nabídky předmětu SZZ Aplikovaná elektronika a komunikace, z nichž si studenti přejí být zkoušeni. Z předmětů zařazených do předmětu SZZ Základy elektroniky a sdělování si student nevybírá zvládnout musí veškerou látku. Obsah všech dílčích předmětů, z nichž předměty SZZ sestávají, je rozdělen do 10 okruhů. Tyto okruhy jsou uvedeny v 2. a 3. kapitole této příručky. 4 Průběh státních závěrečných zkoušek Zhruba 45 minut před termínem státní závěrečné zkoušky, jenž je uveden v časovém rozvrhu státních zkoušek, je student vyzván k písemné přípravě. Před samotnou přípravou si student vylosuje po jednom okruhu ze dvou různých předmětů, zařazených do předmětu SZZ Základy elektroniky a sdělování, a dále po jednom okruhu z každého předmětu, který si zařadil do předmětu SZZ Aplikovaná elektronika a komunikace. Student obdrží pět archů A4 (jeden arch pro jeden vylosovaný okruh), na něž vypracuje písemnou přípravu. Písemné přípravě pro jeden okruh by měl student věnovat přibližně 8 minut; bude tak mít pro každý okruh stejný časový limit. Do přípravy je dobré psát podstatné informace formou hesel, kreslit schémata a obrázky, uvádět podstatné vztahy. Na podrobnosti k danému tématu se komise zeptá při ústní části zkoušky. Zhruba po 40 minutách písemné přípravy přijde pro studenta a jím vypracované písemné přípravy tajemník zkušební komise. Předseda komise zahájí státní zkoušku tím, že vyzve studenta k prezentaci bakalářské práce. Během prezentace se členové zkušební komise seznámí s písemně vypracovanou přípravou ke zkoušce. Jakmile je ukončena obhajoba bakalářské práce, zahájí předseda komise ústní část zkoušky. Členové komise kladou doplňující otázky k písemné přípravě studenta a k souvisejícím tématům. Ústní část zkoušky trvá zhruba 25 minut. Po ukončení ústní části zkoušky předseda požádá studenta, aby opustil zkušební místnost. Zkušební komise neveřejně rozhodne o klasifikaci studenta. Klasifikace, zda student prospěl či neprospěl, je studentovi oznámena bezprostředně po rozhodnutí komise. Podrobná klasifikace jednotlivých částí SZZ je bezprostředně uložena tajemníkem do informačního systému. Výsledné hodnocení SZZ Výsledné hodnocení SZZ zadává do IS VUT tajemník komise a zkušební komise při rozhodování respektuje pravidla: a) stupeň A může být jen v případě, jsou-li všechny tři části SZZ klasifikovány stupněm A, b) stupeň F musí být v případě, je-li alespoň jedna z částí SZZ klasifikována stupněm F, c) ve všech ostatních případech o výsledku SZZ rozhoduje komise. Celková klasifikace studia v případě úspěšného složení SZZ bude v IS VUT vyhodnocena automaticky podle studijního řádu následovně: a) prospěl s vyznamenáním - vážený studijní průměr za celou dobu studia nepřevyšuje hodnotu 1,50 a SZZ je hodnocena stupněm A, b) prospěl velmi dobře - vážený studijní průměr za celou dobu studia nepřevyšuje hodnotu 2,00 a SZZ je hodnocena alespoň stupněm C, c) prospěl - ostatní případy. V den státních zkoušek se bude večer konat oficiální vyhlášení výsledků. Na tomto oficiálním vyhlášení je prezentováno hodnocení zkoušek jednotlivými předsedy komisí, jsou oceněni nejlepší studenti a s mnohými z Vás se také rozloučíme. 5 Promoce Termín promocí je stanoven na Pro zajištění průběhu promocí je nutné z řad studentů vybrat několik studentů, kteří přednesou projev za studenty (shrnutí vašeho studia, poděkování rodičům a blízkým, případně i pedagogům). Zájemci, hlaste se prosím doc. Šebestovi. 6 2 Základy elektroniky a sdělování Analogové elektronické obvody KAEO 1. Druhy a vlastnosti řízených zdrojů. Princip funkčních bloků imitanční invertor a konvertor. Gyrátor a ideální transformátor. 2. Ideální a reálný operační zesilovač. Typická zapojení s OZ: napěťové a proudové zesilovače, převodníky a funkční měniče. 3. Zpětná vazba v elektronických soustavách: klasifikace podle zapojení, umístění, funkce a vlivu na vlastnosti soustavy. 4. Elektrické filtry: účel a klasifikace. Pasivní filtry prvního a druhého řádu. Aktivní filtry. 5. Základní stupně s tranzistory: zapojení SE, SC a SB. Zpětná vazba v základních stupních. Kaskádní řazení stupňů. 6. Obvody s tranzistory: zdroje proudu neřízené a řízené, proudová zrcadla, Darlingtonovo zapojení, diferenční zesilovač. 7. Zesilovače: klasifikace, základní parametry. Širokopásmové zesilovače. Selektivní zesilovače. 8. Třídy výkonových nízkofrekvenčních zesilovačů: základní zapojení, funkce a účinnost. 9. Omezovače a tvarovače signálů: klasifikace, principy a použití. 10. LC oscilátory se záporným diferenciálním odporem a zpětnou vazbou, RC oscilátory: vlastnosti a základní zapojení. Elektromagnetické vlny, antény a vedení KEVA 1. Šíření rovinné vlny volným prostorem. 2. Šíření TEM vlny podél vedení. Parametry vedení. 3. Transformace impedance vedením. 4. Impedanční přizpůsobení. 5. Šíření vln vlnovodem. 6. Elementární antény (dipól, plošný zářič). Parametry antén. 7. Anténní soustavy. Výpočet parametrů anténních soustav. 8. Klasifikace antén. Prakticky používané antény. 9. Planární antény. Návrh planárních antén. 10. Základy výpočetního elektromagnetismu. 7 Impulzová a číslicová technika KICT 1. Základní přenosové články 1. řádu, dělič napětí. 2. Tranzistory určené pro zpracování impulzových signálů. 3. Analogové komparátory. 4. Bistabilní, monostabilní a astabilní klopné obvody. 5. Způsoby realizace kombinačních logických funkcí. 6. Hazardy v kombinačních logických obvodech. 7. Hlavní typy klopných obvodů používaných v číslicové technice. 8. Asynchronní a synchronní čítače. 9. Stavové automaty. 10. Způsoby realizace číslicových systémů. Mikroprocesorová technika a embedded systémy KMPT 1. Architektury mikroprocesorových systémů (Von Neumannova typu, Harvardská architektura, VLIW). 2. Číselná reprezentace v soustavě s pevnou a pohyblivou řádovou čárkou. 3. Komunikace po sběrnici v mikroprocesorovém systému. 4. Instrukční soubor mikroprocesorových systémů. Obsluha přerušení. 5. Programátorský model procesoru. 6. Vývoj aplikací pro MCU, DSP v jazyce symbolických adres a pomocí vyšších programovacích jazyků. 7. Struktura a využití základních periférií mikrokontrolérů, např. vstupně/výstupní port, čítač/časovač, A/D převodník, apod. 8. Sériová komunikace UART a I2C. 9. Základní aplikace číslicového zpracování dat pomocí DSP. 10. Základy jazyka C. 8 Základy elektroniky a sdělování Číslicové zpracování a analýza signálů KCZA 1. Řetězec zpracování analogového signálu pomocí číslicového systému. Charakteristiky jednotlivých bloků, výhody a nevýhody ve srovnání s analogovým zpracováním. 2. Lineární filtrace signálů, návrh jednoduchých filtrů rozmísťováním nulových bodů a pólů v Z- rovině. 3. Lineární filtrace signálů, číslicové filtry typu FIR, vlastnosti, návrh a způsoby realizace. 4. Lineární filtrace signálů, číslicové filtry typu IIR, vlastnosti, návrh a způsoby realizace. 5. Kumulační metody zvýrazňování signálu v šumu. 6. Komplexní signály a jejich využití, principy modulace a frekvenční translace. 7. Korelační analýza signálů, odhad korelační funkce a její interpretace. Aplikace korelační analýzy. 8. Spektrální analýza deterministických signálů, časově-frekvenční analýza. 9. Spektrální analýza stochastických signálů, odhad a interpretace výkonového spektra. 10. Inverzní filtrace a principy restaurace zkreslených signálů v šumu. Vysokofrekvenční a mikrovlnná technika KVMT 1. Základní veličiny a charakteristiky rezonančních obvodů. 2. Šumové vlastnosti obvodových prvků a dvojbranů (aktivních i pasivnich). Šumové parametry používané ve vysokofrekvenční technice. 3. Pracovní režim vysokofrekvenčního výkonového zesilovače: třída, stav; širokopásmové zesilovače. 4. Zkreslení vznikající ve vysokofrekvenčních zesilovačích i možnosti jejich kvantitativního popisu. Vysvětlete zejména pojmy intermodulační zkreslení, křížová modulace a dynamický rozsah zesilovače, bod jednodecibelové komprese. 5. Kmitočtové syntezátory. Základní způsoby syntézy kmitočtu - typy syntezátorů. Vysvětlete pojmy: kmitočtový krok syntezátoru, smyčka fázového závěsu, krátkodobá a dlouhodobá stabilita, přesnost kmitočtu generovaného signálu. Přímá číslicová syntéza. 6. Základní typy mikrovlnných integrovaných obvodů (MIO): hybridní, monolitické MIO, MIO se soustředěnými parametry. Definice jednotlivých typů, jejich typické konstrukce. 7. Konstrukce a princip činnosti dutinových rezonátorů. Určení rezonančního kmitočtu a velikosti činitele jakosti. Nejpoužívanější konstrukce dutinových rezonátorů, nejčastější pracovní vidy rezonátorů, výhody dutinových rezonátorů. 8. Zásady buzení vlnovodů a dutinových rezonátorů sondou (anténkou), proudovou smyčkou a štěrbinou. Optimální umístění jednotlivých budicích prvků, volba kmitočtu budicího signálu. 9. Faradayův jev v anizotropním ferimagnetickém prostředí, jeho princip. Využití Faradayova jevu, použití nerecipročních feritových mikrovlnných obvodů. 10. Základní technické parametry mikrovlnných směrových vazebních členů (směrových odbočnic): průchozí, vazební a zpětný útlum odbočnice, izolace a směrovost odbočnice. Vzájemná souvislost mezi těmito parametry. 9 3 Aplikovaná elektronika a komunikace Napájení elektronických zařízení KNEZ 1. Transformátory a tlumivky pro napájecí zdroje, princip, návrh, užití. 2. Neřízené usměrňovače, napěťové násobiče, dimenzování prvků. 3. Řízené usměrňovače, princip tyristoru, triaku a jejich vlastnosti. 4. Referenční zdroje, principy, požadavky, aplikace. 5. Spojité parametrické stabilizátory, vlastnosti Zenerovy diody. 6. Spojité lineární stabilizátory, parametry výkonových tranzistorů. 7. Spínané měniče s galvanickou vazbou, princip, zapojení silových obvodů, nábojová pumpa. 8. Spínané měniče s transformátorem, princip, zapojení silových obvodů, vlastnosti. 9. Můstkové měniče, princip, zapojení silových obvodů, vlastnosti. 10. Elektrochemické zdroje proudu, chlazení součástek. Nízkofrekvenční a audio elektronika KNFE 1. Mikrofony a reproduktory princip přeměny akustického signálu na elektrický a naopak, rozdělení a charakteristiky mikrofonů a reproduktorů, reproduktorová ozvučnice a výhybka. 2. Vstupní nízkofrekvenční zesilovače šumové poměry, teplotní drift, statické a dynamické parametry zesilovače, vícestupňové zesilovače, vazba mezi stupni, zapojení zpětné vazby. 3. Korekční nízkofrekvenční zesilovače princip úpravy frekvenční charakteristiky, korekce RIAA, fyziologický regulátor hlasitosti, korekce hloubek a výšek, vícepásmový korektor. 4. Koncový a výkonový nízkofrekvenční zesilovače ve třídě A, AB a B koncepce zesilovače s diskrétními prvky, teplotní stabilizace, můstkové zapojení, ochrana koncového stupně. 5. Koncepce koncového zesilovače ve třídě D a T princip činnosti, blokové schéma, srovnání provozních parametrů, teplotní stabilizace, příčiny nedokonalosti zesilovače. 6. Vybrané metody analogových měření modulová charakteristika, linearita, harmonické zkreslení THD a THD+N, intermodulační zkreslení IMD, spektrální vlastnosti šumu při měření. 7. A/D a D/A převod nízkofrekvenčního signálu vzorkování a kvantování, kvantizační zkreslení, princip antialiasingového a rekonstrukčního filtru, princip ditheru, metoda převzorkování. 8. A/D a D/A převodníky pro audio metoda postupné aproximace, síť R-2R odporů, princip a srovnání metod modulace PCM, DPCM, DM, ADM, ADPCM, SDM, princip tvarování šumu. 9. Komprimace audio signálu princip redukce datového toku, princip maskování v časové a frekvenční oblasti, funkce prahování, transformační kódování, psychoakustický model. 10. Aplikace komprese audio signálu blokové schéma kodéru a dekodéru MPEG audio, stereofonní a vícekanálový zvukový doprovod v MPEG audio, princip maticování kanálů. 10 Aplikovaná elektronika a komunikace Návrh analogových filtrů KELF 1. Pasivní filtry RC a RL, princip, účel, vlastnosti a použití, odezva v kmitočtové a časové oblasti. 2. Pasivní filtry RLC druhého řádu, princip, účel, parametry, vlastnosti a použití, odezva v kmitočtové a časové oblasti. 3. Pasivní filtry RLC vyšších řádů s příčkovou strukturou, princip, vlastnosti a způsob návrhu, příklad dolní, horní, pásmové propusti a pásmové zádrže. 4. Aktivní prvky a funkční bloky používané v moderních ARC filtrech, jejich základní princip, vlastnosti a použití. 5. Aktivní RC filtry druhého řádu, různá zapojení s operačními zesilovači, dolní, horní, pásmové propusti a pásmové zádrže. 6. Aktivní RC filtry vyšších řádů, multifinkční aktivní filtry s moderními funkčními prvky. 7. Filtry se syntetickými prvky (SI, FDNR), princip a postup návrhu. 8. Všepropustné fázovací obvody, vlastnosti a použití, příklady zapojení. 9. Filtry se spínanými kapacitory, vlastnosti, výhody a nevýhody. 10. Filtry s rozprostřenými parametry, s povrchovou vlnou, piezoelektrické filtry. Základy televizní techniky KZTV 1. Základní principy televizního přenosu. Signály v TV přenosové soustavě (časové průběhy, spektra). 2. Snímání obrazu (princip snímače CCD, provedení snímačů, vlastnosti). 3. Televizní obrazovky (LC a plazmové obrazovky, princip, vlastnosti). 4. Soustava barevné televize PAL (eliminace lineárního zkreslení a odrazů, kódovací obvody, SIB). 5. Základní bloky televizního přijímače a jejich funkce. 6. Digitalizace obrazových signálů, doporučení C
