ELT-21250 Operaatiovahvistinkytkennät, 4 op
Operational Amplifier Circuits

Vastuuhenkilö

Jouko Heikkinen, Mikko Valkama

Opetus

Toteutuskerta Periodi Vastuuhenkilö Suoritusvaatimukset
ELT-21250 2018-01 3 Jouko Heikkinen
Hyväksytysti suoritettu tentti.

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa (1) kuvata ideaalisen operaationvahvistimen toimintaa sekä analysoida ja suunnitella peruskytkentöjä, kuten invertoiva ja ei-invertoiva vahvistin, puskuri, summaava vahvistin, erovahvistin, instrumentointivahvistin, integraattori, derivaattori ja muunninpiirit (2) soveltaa takaisinkytkentää operaatiovahvistinkytkentöjen suunnittelussa (3) kuvata reaalisen operaatiovahvistimen rakenteen ja selostaa keskeisimmät epäideaalisuudet ja rajoitteet (mm. bias- ja offset-virrat, offset-jännite, äärellinen CMRR, PSRR, slew rate) ja niiden merkityksen (4) hakea datalehdiltä suunnittelussa tarvittavat parametrit ja vertailla operaatiovahvistimia niiden avulla (5) arvioida komponenttien simulointimallien käyttökelpoista toiminta-aluetta (6) hahmottaa, kuinka komponenttien epäideaalisuudet ja toleranssit tulee ottaa huomioon sunnitteluprosessissa ja kuinka ne vaikuttavat piirien toimintaan (7) laskea yksinkertaisen takaisinkytketyn operaatiovahvistinkytkennän silmukkavahvistuksen ja analysoida kytkennän stabiilisuutta Bode-diagrammin ja ROC-menetelmän avulla (8) kuvata virtatakaisinkytketyn vahvistimen rakenteen ja ominaisuudet sekä analysoida sen toimintaa (9) suunnitella ja analysoida epälineaarisia operaatiovahvistinkytkentöjä, kuten komparaattorit, kytkinpiirit, tarkkuustasasuuntaajat ja huippuarvoilmaisimet sekä osaa nimetä niiden sovelluskohteita (10) suunnitella ja analysoida siniaalto-, kanttiaalto- ja kolmioaalto-oskillaattoripiirejä sekä ajastinpiirejä ja nimetä niiden sovelluskohteita (11) mitoittaa ja analysoida yksinkertaisia ensimmäisen ja toisen asteen aktiivisia alipäästö-, ylipäästö-, kaistanpäästö- ja kaistanestosuotimia

Sisältö

Sisältö Ydinsisältö Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. Operaatiovahvistimet ja niihin pohjautuvat peruskytkennät (vahvistinkytkennät, puskuri, integraattori, derivaattori, muunninpiirit, oskillaattorit, suodattimet.  Simulointikytkennät.   
2. Operaatiovahvistimen epäideaalisuudet, kaupalliset operaatiovahvistimet ja niiden ominaisuudet.  Tiedonhankinta datalehdiltä.   
3. Tavallisimpien kytkentöjen toiminnan analysointi. Tavallisimpien kytkentöjen mitoitus perusmuodossaan tai lievästi sovellettuna.  Epäideaalisuuksien ja toleranssien vaikutus.   
4. Jännite- ja virtatakaisinkytkentä, silmukkavahvistus ja stabiilisuus operaatiovahvistinkytkennöissä.     
5. Operaatiovahvistimiin pohjautuvat epälineaariset kytkennät (komparaattorit, kytkinpiirit, tarkkuustasasuuntaajat ja huippuarvoilmaisimet), oskillaattoripiirit (siniaalto, kanttiaalto ja kolmioaalto) sekä ajastinpiirit.     

Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi

Kurssin läpäisy (arvosana 1) vaatii ydinaineksen osittaista osaamista. Ydinaineksen hyvä hallinta tuottaa kiitettävän arvosanan. Arvosanan korotus on mahdollista laskuharjoituksista saatavien porkkanapisteiden avulla.

Arvosteluasteikko:

Arvosteluasteikko on numeerinen (0-5)

Osasuoritukset:

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Oppimateriaali

Tyyppi Nimi Tekijä ISBN URL Lisätiedot Tenttimateriaali
Kirja   Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits, 4th ed.   Sergio Franco   978-1-259-25313-3       Kyllä   
Luentokalvot     JHe         Kyllä   

Esitietovaatimukset

Opintojakso P/S Selite
TIE-05100 Johdatus digitaalitekniikkaan Pakollinen   1
ELT-20101 Elektroniikan perusteet Pakollinen   2
ELT-21051 Transistorit ja vahvistinpiirit Suositeltava   3

1 . TST-01100 Johdanto tietotekniikkaan

2 . ELT-20100 Analogiaelektroniikka

3 . ELT-21050 Transistorivahvistimet



Vastaavuudet

Opintojakso Vastaa opintojaksoa  Selite 
ELT-21250 Operaatiovahvistinkytkennät, 4 op ELT-21251 Operaatiovahvistinkytkennät, 5 op  
ELT-21250 Operaatiovahvistinkytkennät, 4 op ELE-2201 Analogiatekniikka, 4 op  

Päivittäjä: Ketola Susanna, 09.03.2018