ELT-21251 Operaatiovahvistinkytkennät, 5 op
Operational Amplifier Circuits
Vastuuhenkilö
Jouko Heikkinen, Mikko Valkama
Opetus
| Toteutuskerta | Periodi | Vastuuhenkilö | Suoritusvaatimukset |
| ELT-21251 2019-01 | 3 |
Jouko Heikkinen |
Hyväksytysti suoritettu kaksiosainen 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:
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-05210 Johdatus sulautettuihin järjestelmiin | Pakollinen | 1 |
| ELT-20101 Elektroniikan perusteet | Pakollinen | 2 |
| ELT-21051 Transistorit ja vahvistinpiirit | Suositeltava | 3 |
1 . TIE-05100 Johdatus digitaalitekniikkaan
2 . ELT-20100 Analogiaelektroniikka
3 . ELT-21050 Transistorivahvistimet
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
| ELT-21251 Operaatiovahvistinkytkennät, 5 op | ELT-21250 Operaatiovahvistinkytkennät, 4 op |