Bohumil Brtník Bücher

Tato kniha je určena všem zájemcům o programování mikrokontrolérů řady Atmel AVR XMEGA A4. Důraz je kladen na typ ATxmega16A4. V textu jsou interpretovány a formou příkladů předvedeny nejpodstatnější periferie. Knihu pak lze použít pro seznámení s mikrokontroléry XMEGA a budování složitějších aplikací. Předpokládá se, že čtenář má znalosti programovacího jazyka C a orientujete se v základních pojmech mikroprocesorové techniky.

Příručka obsahuje celkem 123 vyřešených příkladů, zahrnujících základní problematiku elektrických obvodů, které jsou rozděleny do dvanácti kapitol.

V pěti kapitolách se podrobně zabývá základní problematikou měřicích přístrojů a metod měření. První dvě kapitoly se zaměřují na elektromechanické měřicí soustavy, jako jsou magnetoelektrické a elektrodynamické přístroje, a jejich aplikaci při měření odporů, kapacit, indukčností a výkonu. Kromě výchylkových metod jsou popsány také můstkové metody, včetně transformátorových poloautomatických můstků a základních rezonančních metod. Třetí kapitola se věnuje měřicím zesilovačům, které umožňují konstrukci elektronických měřicích přístrojů, zejména střídavých voltmetrů, a popsána je i funkce analogových osciloskopů. Další kapitola se zaměřuje na číslicové měřicí přístroje, přičemž je vysvětlen princip čítače a převodníku s dvojí integrací, který je základem většiny číslicových multimetrů. Dále je rozebrána funkce číslicového osciloskopu, fáze sběru a zobrazení dat, a ilustrovány výpočty mezivrcholové hodnoty a spektra signálu. Na závěr jsou představeny číslicové měřiče kapacity a indukčnosti, principy měření výkonu a práce, a další analogově číslicové převodníky. Konečně je zdůrazněna role signálových procesorů v měřicích přístrojích pro zpracování naměřených hodnot.

Kniha se zaměřuje na číslicové generátory a filtry, pokrývající teoretické principy, návrh a praktickou realizaci. Úvodní kapitola představuje základní pojmy číslicového zpracování signálů. Následující kapitoly se věnují teoretickým aspektům číslicově řízených generátorů a popisu mikrokontroléru ATmega644, který se používá v implementaci. Dále je popsán vývojový kit COM644KIT, který umožňuje programování mikrokontroléru a vývoj aplikací. Kapitola o přípravku EDAC se zaměřuje na levný 2kanálový D/A převodník TLC7528CN. Praktická realizace jednoduchého generátoru signálu je podrobně vysvětlena, včetně instrukcí a tvorby programu. Následuje popis modulu PANEL pro ladění generátoru a realizaci laditelného generátoru signálu pomocí decimace vzorků. Dále jsou probrány digitální filtry FIR a IIR, včetně návrhu filtrů a vlivu odchylek kmitočtových charakteristik. Kapitola o přípravku EADC se zaměřuje na připojení vstupního signálu k A/D převodníku. Vzorkování signálu pomocí časovače 0 je demonstrováno v transparentním režimu. Následuje shrnutí realizace tří dolní propustí a princip výpočtu kmitočtové charakteristiky při simulaci. Kniha je určena pro studenty a odbornou veřejnost a vychází v malém nákladu.

Analýza elektrických obvodů je nezbytná nejen pro výpočet obvodových veličin, ale další její funkcí je také porozumění jejich principům. Analýza počítačovým programem přitom nepochybně představuje nejvýkonnější nástroj a to i pro syntézu obvodů a jejich optimalizaci, avšak pro vytvoření jasné představy je pak nezbytné řešení ruční, neboť platí zásada: co neprojde smysly, to není v mysli. Přitom však maticový počet je sám o sobě značně abstraktní, avšak grafové metody analýzy umožňují názornější vytvoření představy o obvodu. Ovšem co se týče výkonnosti pak analýze počítačem nemohou konkurovat v žádném případě. Pro řešení obvodů se spínanými obvody, ať spínanými kapacitory anebo spínanými proudy existuje řada různých metod, z nichž mnohé jsou založeny na popisu obvodu rovnicemi v maticovém tvaru. V knize jsou popsány dvě metody, využívající pro řešení obvodů se spínanými kapacitory a proudy na rozdíl od dosud v literatuře uváděných řešení výlučně grafových konstrukcí, založených na tzv. transformačních grafech a na dvojgrafech, a to jedna pro řešení metodou uzlových nábojových rovnic a druhá metodou uzlových napětí.

V textu jsou popsány základní algoritmy použité pro simulaci lineárních i nelineárních obvodů. Vychází se z publikací uvedených v seznamu literatury. Výpisy částí programů jsou v souladu se zažitou praxí uvedenou v použité literatuře v původním programovacím jazyku, ve kterém byly napsány. Užití algoritmů je prakticky ukázáno najednoduchých volně stažitelných programech. Nebylo tedy účelem podat příručku k jejich ovládání. Numerický algoritmus, program FRECHA Symbolický algoritmus, program COCO Semisymbolický algoritmus Užití programu SNAP pro řešení obvodů Užití programu MicroCap 9 a PSpice pro řešení obvodů Analýza diskrétních obvodů programem MicoCap9 Analýza spínaných obvodů

Kniha je určena všem čtenářům, kteří se zabývají elektronickými prvky tedy elektronickými součástkami. Kromě popisu klíčových součástek nechybí ani doplnění fyzikálních základů, které umožní lépe pochopit jejich princip a také příklady praktického použití.

V devíti kapitolách je pojednáno o základních kombinačních a sekvenčních obvodech jakož i o základech programovatelných logických polí. V první kapitole jsou uvedeny základní logické funkce, jsou ukázány způsoby vyjadřování a zjednodušování logických funkcí. Druhá kapitola pojednává o technologiích, jimiž se realizují základní kombinační obvody. Ve třetí kapitole jsou uvedeny základní sekvenční obvody tj. klopné obvody s jejich popisem a odvozením jejich rovnic, posuvné registry a čítače. Zmíněna je základní problematika hazardů. Čtvrtá kapitola pojednává o pamětech. Jsou uvedeny principy pamětí ROM i RAM statických i dynamických, jakož i paměti elektricky mazatelné. Je ukázán princip pamětí sériových. Pátá kapitola pojednává o programovatelných obvodech zejména typu GAL. Po struktuře obvodu GAL jsou uvedeny základní možnosti jejich programování, které jsou ilustrovány řešeným příkladem. Jsou uvedeny i principy dalších typů, a to obvodů CPLD a FPGA. V další kapitole jsou uvedeny další technologie číslicových obvodů a přehled jejich základních vlastností. V závěrečných třech kapitolách je podán úvod do obecné syntézy číslicových obvodů a uveden Mealyho a Moorův automat, stručně jsou naznačeny základy jazyka VHDL a je pojednáno o přizpůsobování úrovní logických obvodů základních technologií k pro ně nestandardním napětím. V dodatcích je pak uveden přehled základních číselných soustav a ukázán princip jejich vzájemného převodu.

Publikace se zaměřuje na poznatky z oblasti analogových soustav, které se v poslední době rozvíjejí. Text není úplným přehledem ani přesným návodem k použití a je rozdělen do tří částí. První část vysvětluje základní vlastnosti obvodů v proudovém módu a řešení jednoduchých obvodů. Druhá část se věnuje elektrickým filtrům, popisuje principy LC, aktivních RC (ARC), číslicových filtrů a filtrů se spínanými kapacitory a proudy. Třetí část se zaměřuje na aplikace smyčky fázového závěsu. Pro pochopení činnosti obvodů jsou doporučeny heuristické metody analýzy vycházející z Ohmova a Kirchhoffových zákonů, zatímco složitější obvody vyžadují algoritmické metody, které usnadňují analýzu. U složitějších obvodů, jako jsou proudové konvektory a transimpedanční operační zesilovače, jsou nejprve vysvětleny elementární části heuristicky, což vede k odvození maticového zápisu. Následně se složitější obvody řeší algoritmicky pomocí těchto matic. V části o filtrech jsou kromě obecných principů uvedeny také základní metody návrhu filtrů LC, ARC, SC, SI a číslicových filtrů, přičemž některé jsou demonstrovány vyřešenými příklady.

Nejprve je uvedena problematika Fourierových řad jako nástroje pro řešení obvodů v neharmonickém ustáleném stavu, které slouží jako základ Fourierovy transformace, z níž vychází Laplaceova transformace umožňující řešení přechodných dějů bez použití diferenciálního počtu. V rámci elektrických filtrů jsou kromě principů analogových pasivních a aktivních filtrů a jejich syntézy naznačeny i principy filtrů diskrétních a to číslicových filtrů a filtrů se spínanými kapacitory. Základní poznatky o obvodech s rozprostřenými parametry uvádí kapitola Homogenní vedení, jejíž důležitost je dána použitím vedení pro budování počítačových sítí. Všechny prvky jsou ve své podstatě nelineární, proto je na závěr pojednáno o nelineárních obvodech a metodách jejich řešení.