ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysoké učení technické v Brně bakalářský studijní obor ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA EST STÁTNÍ ZÁVĚREČNÉ ZKOUŠKY průběh, pokyny a tématické okruhy 2009/10

Elektronika a sdělovací technika OBSAH 1. PRŮBĚH A POKYNY 3 2. TÉMATICKÉ OKRUHY 6 a) Základy elektroniky a sdělování 6 Analogové elektronické obvody BAEO/KAEO 6 Elektromagnetické vlny, antény a vedení BEVA/KEVA 6 Impulsová a číslicová technika BICT/KICT 6 Mikroprocesorová technika BMPT/KMPT 7 Číslicové zpracování a analýza signálů BCZA/KCZA 7 Vysokofrekvenční a mikrovlnná technika BVMT/KVMT 7 b) Aplikovaná elektronika a komunikace 9 (1) Speciální elektronické součástky a jejich aplikace BSES 9 (1) Počítačové řešení elektronických obvodů BREO 9 (1) Napájení elektronických zařízení BNEZ/KNEZ 10 (1) Nízkofrekvenční elektronika BNFE/KNFE 10 (1) Elektrické filtry BELF/KELF 11 (2) Rádiové přijímače a vysílače BRPV/KRPV 11 (2) Základy televizní techniky BZTV/KZTV 11 (2) Počítačové řešení komunikačních systémů BRKS 12 (2) Lékařská diagnostická technika BLDT 12 (2) Multimediální signály a data BMSD 12 (3) Elektromagnetická kompatibilita BEMC/KEMC 13 (3) Rádiové a mobilní komunikace BRMK/KRMK 13 (3) Optoelektronika BOPE 14 (3) Terapeutická a protetická technika BTPT 14 2

Průběh a pokyny 1. Průběh a pokyny V aktualitách v dokumentu: http://www.feec.vutbr.cz/studium/vyhlasky/szz_2010_bc.pdf je zveřejněna fakultní Vyhláška o Státních závěrečných zkouškách (dále jen SZZ) pro studenty posledního ročníku bakalářských studijních programů Elektrotechnika, elektronika, komunikační a řídicí technika prezenční i kombinované formy v akademickém roce 2009/10. Ke SZZ na oboru B-EST/BK-EST může postoupit pouze student, který splní následující podmínky: Nejpozději do 11.5.2010 se v IS přihlásí ke SZZ (součástí přihlášky je také výběr výukových předmětů pro ústní zkoušku z předmětu Aplikovaná elektronika a komunikace, vybírá se jeden předmět z skupiny předmětů číslo skupiny je uvedeno v kapitole Tématické okruhy níže před názvem předmětu). Do konce zkouškového období letního semestru pro 3. ročník tj. do 28.5.2010 splní kreditovou skladbu včetně podmínek daných studijním plánem oboru (platí pravidla platná ke dni nástupu na bakalářské studium, kredity v jedné skupině nelze suplovat kredity z druhé skupiny). Nejpozději do 28.5.2010 do 15:00 odevzdá bakalářskou práci (BP) v tištěné verzi na sekretariátu Ústavu radioelektroniky a potvrdí elektronickou verzi práce se všemi náležitostmi v informačním systému (IS), viz vyhláška: http://www.urel.feec.vutbr.cz/index.php?page=pokyny_bce. Způsob odevzdávání a formu bakalářské práce upravuje směrnice rektora: https://www.vutbr.cz/uploads/smernice_rektora462/9445_smr_2-2009_podepsana.pdf?lang=0 a upřesňující vyhláška děkana: http://www.feec.vutbr.cz/dokumenty/vnitrnipr/090514_vyhlaska_dekana_fekt_o_vskp.pdf Shrnutí procesních úkonů a podmínek při odevzdávání BP: Text bakalářské práce student vloží do IS výhradně ve formátu PDF. Odevzdává-li student i přílohy, musejí být komprimovány do jediného souboru ZIP. BP musí student vložit do IS současně s odevzdáním tištěné práce, tj. do 28.5.2010. Po tomto termínu bude vkládání prací do IS zablokováno. Po vložení BP do IS musí student zatrhnout "odsouhlaseno studentem". IS pošle vedoucímu práce zprávu o odevzdání elektronické bakalářské práce. Student vytiskne z IS licenční smlouvu a prohlášení o shodě elektronické a listinné verze práce. Jak smlouva tak prohlášení se volně vkládají do odevzdávaného originálu listinné formy BP. Vedoucí práce v IS překlopí práci do stavu odevzdáno po kontrole shody elektronické a listinné formy BP na základě odevzdaného podepsaného prohlášení o shodě listinné a elektronické verze práce. Po odevzdání BP a splnění všech výše uvedených podmínek k postupu ke SZZ budou sestaveny komise a k nim přiřazeni studenti s časovým termínem zkoušky (obvykle je student přiřazen do komise, ve které je členem jeho vedoucí práce). Seznamy komisí, místnosti konání SZZ a rozvrh termínů SZZ pro jednotlivé studenty bude zveřejněn v IS do středy 9.6.2010 do 15:00. 3

Elektronika a sdělovací technika Současně po odevzdání BP vedoucí vaší práce a její oponent do IS postupně vloží posudky a odsouhlasí jejich zobrazení pro příslušného studenta. Všechny posudky budou zveřejněny do středy 9.6.2010 do 15:00 hodin. Pro prezentaci bakalářské práce při obhajobě před komisí doporučujeme použít vzorovou prezentaci s pokyny k přípravě. Vše si lze stáhnout ze stránky: http://www.urel.feec.vutbr.cz/web_documents/studium/all/tvorba_prezentaci.ppt. Doporučujeme vlastní prezentaci konzultovat s vedoucím práce. V pátek 11.6.2010 od 13:00 do 15:00 hodin budou ve všech místnostech, kde budou probíhat SZZ, připraveni tajemníci komisí, aby vám pomohli uložit do počítače vaše prezentace a nachystat vaše realizace k předvedení. Příprava prezentací a realizací v uvedeném termínu je povinná. Instalace prezentace během SZZ nebude akceptována. Státní závěrečné zkoušky proběhnou v pondělí 14.6.2010 a v úterý 15.6.2010 podle výše uvedeného rozpisu. Každý student musí ke zkoušce přijít nejméně o 60 minut dříve. Před vlastní zkouškou je vyhrazeno 40 minut pro písemnou přípravu. K písemné přípravě jsou určeny místnosti PA-744 (pro komise zkoušející v místnostech v 7 patře) a PA-624 (pro komise zkoušející v místnostech v 6 patře). V každé místnosti je po celou dobu přípravy k dispozici pracovník FEKT, který průběh přípravy organizuje. Po vstupu do místnosti student odloží případné zavazadlo na určené místo, kde je ponechá po celou dobu písemné přípravy i obhajoby a vlastní ústní zkoušky. Na své pracovní místo označené číslem příslušné zkušební komise si může vzít pouze psací potřeby (žádné papíry písemná příprava se provádí přímo na formulářích s otázkami). Okruhy (otázky) SZZ každému studentovi vygeneruje počítač. Pro předmět Základy elektroniky a sdělování program ze šestice výukových předmětů BAEO/KAEO, BEVA/KEVA, BICT/KICT, BMPT/KMPT, BCZA/KCZA, BVMT/KVMT náhodně vybere dva výukové předměty. Pro každý vybraný předmět se pak náhodně vygeneruje číslo okruhu (1 až 10), z něhož bude student zkoušen. Pro předmět Aplikovaná elektronika a komunikace počítač vygeneruje náhodně číslo okruhu (1 až 10) pro každý výukový předmět, který si student vybral v přihlášce ke státní zkoušce. S vylosovanými otázkami odejde student na pracovní místo, všechny listy s otázkami si podepíše a začíná pracovat na písemné přípravě. Maximální doba písemné přípravy je 40 minut, avšak většinou je kratší, student končí s písemnou přípravou ve chvíli, kdy pro něj přijde tajemník příslušné zkušební komise, kterému student předá svoji písemnou přípravu. Tajemník převezme od dozoru "průvodku" a odvede studenta ke zkušební komisi. Zkouška začíná obhajobou bakalářské práce. V podstatě se jedná o stejnou proceduru, kterou každý prodělal v lednu při obhajování projektu BB2E. Student shrne postup řešení zadané BP a prezentuje dosažené cíle a výsledky. Po prezentaci následuje rozprava k BP. Doporučená délka prezentace je okolo 8 minut, s rozpravou by doba obhajoby BP neměla přesáhnout 15 minut. Následují zkoušky z prvního a z druhého předmětu ústní části SZZ. Okruhy otázek jsou k dispozici u každého výukového předmětu, který je zkoušen u SZZ, v IS a jsou součástí této publikace. Předseda komise rozdělí vypracované písemné přípravy k jednotlivým okruhům vhodným komisařům, kteří posoudí úroveň přípravy. Následuje rozprava k jednotlivým vylosovaným okruhům, které se účastní všichni komisaři. Obsahem rozpravy jsou obvykle otázky upřesňující a doplňující písemnou přípravu. Doba ústní části SZZ trvá asi 25 minut (5 okruhů po 5 minutách). Během SZZ komisaři individuálně hodnotí odpovědi (dělají si poznámky), po ukončení ústní části SZZ je zkoušený student vyzván k opuštění zkušební místnosti tak, aby se komise mohla poradit a povést souhrnné hodnocení, udělí dílčí známky (A až F) za obhajobu BP, za předmět Základy elektroniky a sdělování a za předmět Aplikovaná elektronika a komunikace. Hodnocení je 4

Průběh a pokyny bezprostředně uloženo do IS. Po ukončení hodnocení tajemník komise vyzve studenta a předseda jej seznámí s celkovým výsledkem SZZ (tj. prospěl s vyznamenáním, prospěl velmi dobře, prospěl a nebo neprospěl). Podrobné hodnocení je studentovi přístupné v IS. V případě neúspěchu předseda komise studenta seznámí s podmínkami reprobace. Po skončení celých SZZ proběhne slavnostní vyhlášení výsledků SZZ a budou oceněni ti nejlepší. Přesný termín a místnost bude stanovena po zveřejnění sestavy komisí (obvykle jedna až dvě hodiny pro ukončení SZZ posledního studenta). Promoce proběhnou ve dnech 29.6.2010 až 2.7.2010. Absolventi jsou obvykle rozděleni abecedně na několik skupin a každý den je stanoveno několik termínu promocí. Pokud neuspějete z ústní části SZZ, lze příslušný neúspěšný předmět opakovat v náhradním termínu SZZ (koncem srpna 2010 termín bude upřesněn vyhláškou). Pokud neuspějete při obhajobě BP, lze ji znovu obhajovat nejdříve v následujícím řádném termínu SZZ (tj. v červnu 2011). Pokud tyto informace nejsou dostačující nebo si nejste s něčím jistí, obraťte se na nejprve na vašeho vedoucího práce. V případě závažnějších otázek nebo námětů pro doplnění této příručky se obraťte na předsedu oborové rady prof. Raidu raida@feec.vutbr.cz nebo studijního poradce ing. Šebestu sebestaj@feec.vutbr.cz. Pevné nervy a mnoho zdaru při státních závěrečných zkouškách vám přeje celý pedagogický sbor oborů B-EST a BK-EST. 5

Elektronika a sdělovací technika 2. Tématické okruhy a) Základy elektroniky a sdělování Analogové elektronické obvody BAEO/KAEO 1. Druhy a vlastnosti řízených zdrojů. Princip funkčních bloků imitanční invertor, imitanční konvertor a ideální operační zesilovač. 2. Druhy operačních zesilovačů a některá jejich typická zapojení: napěťové a proudové zesilovače, převodníky a funkční měniče. 3. Princip zpětné vazby. Klasifikace zpětné vazby podle zapojení, umístění, funkce a dopadu na základní vlastnosti soustavy. 4. Účel a klasifikace elektrických filtrů. Pasivní filtry prvního a druhého řádu. Aktivní filtry, jejich základní odlišnosti oproti filtrům pasivním. 5. Základní stupně s tranzistory: zapojení SE, SC, SB a jejich vlastnosti. Zpětná vazba v základních stupních. Kaskádní řazení základních stupňů - důvody použití. 6. Obvody s tranzistory: zdroje proudu neřízené a řízené, proudová zrcadla, Darlingtonovo zapojení, diferenční zesilovač. 7. Dělení zesilovačů a jejich parametry. Širokopásmové zesilovače - způsoby zvětšení šířky pásma. Selektivní zesilovače, jejich druhy a základní vlastnosti. 8. Třídy výkonových nf zesilovačů, jejich základní zapojení, funkce a účinnost. 9. Princip, účel a dělení omezovačů a tvarovačů signálů. 10. Princip LC oscilátorů se záporným diferenciálním odporem a se zpětnou vazbou, princip RC oscilátorů a jejich základní zapojení. Elektromagnetické vlny, antény a vedení BEVA/KEVA 1. Vyjádření intenzit elektrického a magnetického pole, vlnové délky v šikmém směru a toku výkonu rovinné vlny. 2. Hlavní typy vedení s vlnou TEM, jejich parametry, provedení a použití. 3. Rozložení napětí a proudu na vedení, kmitny a uzly, činitel odrazu a poměr stojatých vln. 4. Transformace impedance vedením, rezonance. Smithův diagram. 5. Přizpůsobování impedance sériovým pahýlem. Postup řešení, provedení obvodu. 6. Vlny TE v kovovém vlnovodu obdélníkového průřezu. Délka vlny ve vlnovodu, pásmo jednovidovosti, rozložení pole ve vlnovodu. 7. Směrová a impedanční charakteristika symetrického dipólu. Půlvlnný dipól. 8. Soufázová anténní soustava s reflektorem, logaritmicko-periodická a kosočtverečná anténa. 9. Typy a provedení plošných antén, reflektorové antény. 10. Vlastnosti a využití povrchové, prostorové a ionosférické rádiové vlny. Impulsová a číslicová technika BICT/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. 6

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. Základy elektroniky a sdělování Mikroprocesorová technika BMPT/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, I2C). 9. Struktura a funkce polovodičových pamětí ROM a RAM. 10. Metody zvyšování početního výkonu procesorů. Číslicové zpracování a analýza signálů BCZA/KCZA 1. Vlastnosti diskrétních a číslicových metod zpracování signálů, výhody a nevýhody ve srovnání s analogovým zpracováním. 2. Lineární filtrace signálů, číslicové filtry typu FIR, vlastnosti, návrh a způsoby realizace. 3. Lineární filtrace signálů, číslicové filtry typu IIR, vlastnosti, návrh a způsoby realizace. 4. Kumulační metody zvýrazňování signálu v šumu. 5. Komplexní signály a jejich využití, principy modulace a frekvenční translace. 6. Korelační analýza signálů, odhad korelační funkce a její interpretace. 7. Korelační detekce a příjem signálů, korelační identifikace systémů. 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 BVMT/KVMT 1. Základní veličiny a charakteristiky rezonančních obvodů. 2. Šumové vlastnosti obvodových prvků a dvojbranů (aktivních i pasivních). Šumové parametry používané ve vysokofrekvenční technice. 3. Typy vysokofrekvenčních zesilovačů. Pracovní režim vysokofrekvenčního výkonového zesilovače: třída, stav, efektivita, linearita. 7

Elektronika a sdělovací technika 4. Zkreslení vznikající ve vysokofrekvenčních zesilovačích i možnosti jejich kvantitativního popisu. Vysvětlete zejména pojmy intermodulační zkreslení, křížová modulace a dynamický rozsah zesilovače. 5. Kmitočtové syntezátory. Základní způsoby syntézy kmitočtu. Vysvětlete pojmy: kmitočtový krok syntezátoru, smyčka fázového závěsu, krátkodobá a dlouhodobá stabilita, přesnost kmitočtu generovaného signálu. 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 feromagnetickém 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. 8

Aplikovaná elektronika a komunikace b) Aplikovaná elektronika a komunikace (1) Speciální elektronické součástky a jejich aplikace BSES 1. Reflexní klystron, jeho princip a činnost. Elektrody systému klystronu. Mechanické a elektrické ladění reflexního klystronu, výhody a nevýhody. 2. Hrotové a Schottkyho mikrovlnné diody, rozdíly v konstrukci, odlišnosti jejich AV charakteristik. Různé druhy Schottkyho mikrovlnných diod, hlavní rozdíly. 3. Náhradní schéma a základní parametry nízkoúrovňových mikrovlnných diodových detektorů - proudová citlivost, napěťová citlivost a video-odpor detektoru. Tangenciální citlivost detektoru a její měření. 4. Princip činnosti diod PIN, minimální pracovní kmitočet. Základní princip aplikací diod PIN jako mikrovlnného regulačního prvku, hlavní aplikační oblasti. 5. Druhy mikrovlnných ladicích varaktorů. Typy polovodičových přechodů varaktorů. Základní technické parametry ladicích varaktorů (kapacitní poměr, činitel jakosti a mezní kmitočet). 6. Step recovery diody, jejich princip a vysvětlení činnosti. Použití v generátorech subnanosekundových impulzů. 7. Gunnův jev, principy a podmínky jeho vzniku, polovodičové materiály, v nichž může vzniknout Gunnův jev. Průběh AV charakteristiky mikrovlnné Gunnovy diody. Základní mikrovlnné aplikace Gunnovy diody, principiální zapojení diody v nich. 8. Maximální oscilační kmitočet mikrovlnného bipolárního tranzistoru, definice, význam a závislost na technologických veličinách tranzistoru. 9. Základní struktura mikrovlnného unipolárního tranzistoru MES FET, vysvětlení jeho činnosti. Principiální odlišnosti v činnosti MES FETu vyrobeného z Si a z GaAs. 10. HEMT - vysvětlení pojmu (zkratky) a vysvětlení principu činnosti této mikrovlnné součástky. Odlišnosti činnosti HEMT od činnosti "klasického" mikrovlnného tranzistoru MES FET. (1) Počítačové řešení elektronických obvodů BREO 1. Řešení obvodů v časové oblasti. Volba počátečních podmínek pro různé typy úloh (buzené obvody, oscilátory). Ověřování stability analyzovaného obvodu v časové oblasti. 2. Základní princip a použití střídavé analýzy. Platnosti výsledků. Výpočet základních obvodových funkcí. 3. Základní citlivostní funkce a způsob určení rozptylu sledované charakteristiky obvodu ze známých tolerancí prvků. 4. Použití metod citlivostí, Monte Carlo a Worst-Case pro toleranční analýzu a syntézu (požadavky na řešený obvod, výpočetní náročnost). 5. Základní princip optimalizace, využití. Účelová funkce. Vícekriteriální optimalizace. 6. Zjednodušené modely bipolárního a unipolárního tranzistoru pro "ruční" řešení stejnosměrného pracovního bodu a malosignálové odezvy. 7. Sestavení formálního modelu linearizovaného obvodu (realizace dvojbranu, elementární dvojpóly, převod imitance přenos). 8. Základní vlastnosti napěťového operačního zesilovače. Modelování frekvenční charakteristiky, nesymetrie, rychlost přeběhu, saturace. 9

Elektronika a sdělovací technika 9. Stabilita elektrického obvodu. Postup zjištění (ne)stability pomocí Nyquistova kriteria. Metoda pro určení přenosu v uzavřené smyčce. 10. Základní princip integrační a integračně-derivační kompenzace ve smyčče zpětné vazby. (1) Napájení elektronických zařízení BNEZ/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. (1) Nízkofrekvenční elektronika BNFE/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 (1) Elektrické filtry BELF/KELF 1. Základní pojmy z teorie elektrických filtrů, typy a aproximace. 2. Pasivní filtry RC a RL. 3. Pasivní filtry RLC. 4. Postup návrhu příčkových pasivních filtrů, normování a transformace NDP. 5. Aktivní prvky používané ve filtrech. 6. Struktury aktivních filtrů různých řádů. 7. Filtry se syntetickými prvky, gyrátory a FDNR. 8. Všepropustné fázovací články, kmitočtové korektory. 9. Filtry se spínanými kapacitory. 10. Filtry pracující na jiných fyzikálních principech, SAW a filtry s krystaly. (2) Rádiové přijímače a vysílače BRPV/KRPV 1. Základní parametry rádiových přijímačů a vysílačů. Citlivost, dynamický rozsah, SFDR, selektivita, střední výkon, PEP, EIRP, OBW, atd. 2. Rozdělení přijímačů. Přímozesilující, superheterodyn a homodyn. Přijímače s číslicovým zpracováním v základním, mezifrekvenčním a vysokofrekvenčním pásmu. Základní vlastnosti. 3. Aditivní a multiplikativní směšovače. Vyvážené směšovače. Podstata činnosti, způsoby realizace, vlastnosti. 4. Syntezátory kmitočtu, základní dělení. Syntezátory se smyčkou PLL, DDFS, podstata činnosti, modifikace, vlastnosti. 5. Amplitudové modulátory a demodulátory. Synchronní demodulace (AM, DSB), vlastnosti. 6. Kmitočtové a fázové modulátory. Přímá a nepřímá metoda generování FM. Typická zapojení, vlastnosti. 7. Pomocné obvody přijímačů. Obvody AVC a AFC, bloková zapojení, charakteristiky. 8. Rozhlasová stereofonie. Vlastnosti úplného stereofonního signálu, zdvihový diagram. Stereofonní kodéry a dekodéry. 9. Zesilovače s vysokou účinností. Třída D a F. Typy zapojení. Dosažitelná účinnost. Požadavky na aktivní prvek. 10. Vzorkování a A/D převodníky pro rádiové přijímače. Paralelní a odečítací převodníky, jednobitové struktury. Vlastnosti. (2) Základy televizní techniky BZTV/KZTV 1. Základní principy televizního přenosu. Signály v TV přenosové soustavě (časové průběhy, spektra). 2. Optoelektrické měniče (princip snímače CCD, provedení snímačů, vlastnosti). 3. Elektrooptické měniče (článek LC, obrazovky LC, vlastnosti). 4. Soustava barevné televize PAL (princip eliminace lineárního zkreslení a odrazů, kódovací obvody, SIB). 5. Základní bloky televizního přijímače a jejich funkce. 6. Digitalizace obrazových signálů, doporučení CCIR ITU-R 601, formáty signálu. 7. Standard JPEG, základní kroky zpracování signálu. 8. Standard MPEG, predikce, snímky I, P, B a vektory pohybu. 9. Standard MPEG, multiplexování a kanálové kódování. 11

Elektronika a sdělovací technika 10. Digitální modulace pro DVB-C, DVB-S a DVB-T. (2) Počítačové řešení komunikačních systémů BRKS 1. Šíření elektromagnetických vln v makro-, mikro- a piko-buňkách. Počítačové modelování šíření prostorové vlny v MATLABu a v programu Intenzita. 2. Princip a základní kroky analýzy elektromagnetických struktur metodou konečných prvků. Analýza elektromagnetických struktur v programu Comsol Multiphysics. 3. Comsol Multiphysics: analýza vedení (vlnovody, planární vedení) jako uzavřených struktur a analýza antén jako struktur otevřených. 4. Princip a základní kroky analýzy elektromagnetických struktur momentovou metodou. Analýza planárních struktur v programu ANSOFT Designer. 5. Základní kroky návrhu flíčkových antén. Impedanční přizpůsobení. Buzení flíčkových antén. 6. Základní kroky návrhu planárních filtrů. Ověření návrhu v obvodovém modulu a v modulu návrhu filtrů programu Ansoft Designer. 7. Základní kroky návrhu linearizovaných zesilovačů s tranzistorem MESFET. Modelování a optimalizace zesilovačů v programu ANSOFT Designer. 8. Lineární a nelineární modely tranzistoru MESFET. Analýza nelineárních zesilovačů v programu ANSOFT Designer. 9. Základní kroky návrhu a modelování mikrovlnných oscilátorů v programu ANSOFT Designer. 10. Systémová analýza komunikačních řetězců v programu ANSOFT Designer. (2) Lékařská diagnostická technika BLDT 1. Uveďte a popište metody a principy pro měření krevního tlaku. 2. Uveďte základní požadavky na zesilovače pro snímání elektrických biologických signálů. Uveďte a popište blokové schéma pro snímání EEG signálu. 3. Uveďte základní požadavky na zesilovače pro snímání elektrických biologických signálů. Uveďte a popište blokové schéma pro snímání EKG signálu. 4. Uveďte základní požadavky na zesilovače pro snímání elektrických biologických signálů. Uveďte a popište blokové schéma pro snímání EMG signálu. 5. Popište fyzikální princip pletysmografie, jejich rozdělení a použití. 6. Uveďte princip ultrazvukového dopplerovského měření průtoku krve. Nakreslete a popište schéma nesměrového systému. 7. Vysvětlete princip rentgenových zobrazovacích systémů. 8. Uveďte princip a konstrukci CT zobrazovacích systémů. Vysvětlete, co rozumíte pod pojmy "vícevrstvé", "helikální" CT zobrazovací systémy. 9. Uveďte princip zobrazovacích systémů SPECT a popište jejich základní konstrukci. 10. Uveďte princip zobrazovacích systémů PET a popište jejich základní konstrukci. (2) Multimediální signály a data BMSD 1. Pojem multimediálních signálů a dat, kritéria hodnocení jejich kvality. 2. Obraz jako vícerozměrný signál - vlastnosti a charakteristiky, 2D spektrum. 12

Aplikovaná elektronika a komunikace 3. Dvojrozměrné systémy - vlastnosti a charakteristiky. 4. Číslicová reprezentace obrazù, diskrétní 2D operátory, diskrétní 2D transformace. 5. Základní vlastnosti lidského zraku a sluchu s hlediska multimédií. 6. Zpracování obrazových dat: změna kontrastu a barev, ostření, potlačení šumu. 7. Analýza obrazů: segmentační metody, morfologické operace. 8. Principy komprese akustických signálů. 9. Principy komprese statických obrazů (bezeztrátové a ztrátové metody). 10. Principy komprese obrazových sekvencí (videa). (3) Elektromagnetická kompatibilita BEMC/KEMC 1. Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - definice. Základní řetězec EMC - vysvětlení a význam. Obsahové vysvětlení zkratek EMI a EMS. 2. Přírodní a umělé zdroje napěťového přepětí. Základní kvalitativní a kvantitativní parametry proudového impulzu blesku, jeho možné účinky na elektrotechnická zařízení. 3. Lokální elektrostatické výboje (ESD), vznik a jejich charakter. Základní mechanismy snížení rizika vzniku ESD, možné účinky ESD na elektronické součástky a zařízení. 4. Odrušovací kondenzátory - základní vlastnosti, zapojení do odrušovaného obvodu, hlavní požadavky na jejich parametry. Konstrukční typy odrušovacích kondenzátorů. 5. Základní přepěťové ochranné prvky pro hrubou a jemnou přepěťovou ochranu - jednotlivé typy a jejich základní vlastnosti. Činnost varistoru - vysvětlení. Kombinované přepěťové ochrany. 6. Účinnost (efektivnost) elektromagnetického stínění - definice. Fyzikální mechanismus stínění, typické kmitočtové průběhy jednotlivých složek celkové účinnosti stínění vzdáleného elektromagnetického pole. 7. Umělá síť LISN, její použití a principiální zapojení. Princip činnosti LISN. 8. Základní rozdíly mezi měřením elektromagnetického rušení ve volném prostoru (na volném prostranství), ve stíněné komoře a v bezodrazové absorpční komoře. Základní konstrukce těchto měřicích prostor. 9. Špičková detekce, kvazi-špičková detekce a detekce střední hodnoty při měření EMI. Principiální zapojení jednotlivých detektorů, důvody jejich použití v technice měření EMI. 10. Speciální antény pro testování odolnosti zařízení vůči silným elektromagnetickým polím definice, vysvětlení. Konstrukce deskového vedení, komory TEM a komory G-TEM. Základní důvody pro jejich používání v technice EMC. (3) Rádiové a mobilní komunikace BRMK/KRMK 1. Blokové schéma digitálního radiokomunikačního systému, popis bloků, přenosová kapacita systému. 2. Základní způsoby zpracování signálů v systémech mobilních komunikací. U každé operace (zdrojové kódování, kanálové kódování, prokládání a digitální modulace) uveďte několik konkrétních příkladů. 3. Systémy s mnohonásobným přístupem a metody multiplexování. U každého přístupu uveďte jeho výhody a nevýhody. 4. Způsoby přenosu (simplex, duplex) a typy spojování (komutované a paketové). 5. Struktura obecné buňkové sítě a její hlavní výhody. Vysvětlete pojem "handover" a popište jeho různé typy. 6. Základní architektura systému GSM. 13

Elektronika a sdělovací technika 7. Blokové schéma mobilní stanice systému GSM a Security management GSM. 8. Hlavní rozdíly standardů GPRS, HSCSD a EDGE používaných pro datové přenosy v sítích GSM. 9. Systém UMTS, proces rozprostírání signálu, vlastnosti používaných kódů. 10. Vývoj systémů mobilních komunikací z pohledu jednotlivých generací (od 1G do 4G). U každé generace uveďte nejznámější systémy a průměrné přenosové rychlosti signálů. (3) Optoelektronika BOPE 1. Základní radiometrické veličiny, optická intenzita a optický výkon, vztah mezi těmito veličinami. 2. Optická interference a interferometrie, interference dvou rovinných optických monochromatických vln. 3. Optická difrakce a její dělení, Fraunhoferova difrakce na kruhovém otvoru, rozlišovací schopností optických přístrojů. 4. Optické holografie, konstrukce a rekonstrukce optického plošného transmisního hologramu, podmínky pro praktickou realizaci hologramu. 5. Gaussův svazek a jeho parametry, příklad použití maticové optiky při transformaci komplexního parametru svazku. 6. Energetické přechody, které nastávají u atomů při interakci záření a látky, význam stimulované emise. 7. Parametry laserových diod, princip intenzitní modulace, porovnání vlastností laserových diod a LED diod. 8. Základní parametry fotodiod a jejich typické charakteristiky, porovnání fotodiod PIN a lavinových fotodiod. 9. Princip šíření světla v optických vláknech, druhy optických vláken a jejich parametry. 10. Atmosférické jevy ovlivňující funkci optického bezkabelového spoje a energetická bilance spoje. (3) Terapeutická a protetická technika BTPT 1. Elektrická stimulace tkání, biologická zpětná vazba, IMF terapie. 2. Vlastnosti, parametry a provedení kardiostimulátorů, princip kardioverze a defibrilace. 3. Využití magnetických polí v terapii. 4. Vlastnosti a aplikace přístrojů ultrazvukové terapie a aerosologie. 5. Krátkovlnná diatermie, metody, realizace. 6. Principy teleterapie, brachyterapie, zdroje záření, plánování dávek. 7. Princip kryokauteru, vlastnosti, provedení. 8. Hemodialyzační systém, průtokové schéma, parametry funkčních bloků. 9. Přístrojové vybavení hematologické laboratoře - principy užitých metod. 10. Analogová a digitální sluchadla. 14