ELT-21250 Operaatiovahvistinkytkennät, 4 op
Operational Amplifier Circuits
Vastuuhenkilö
Jouko Heikkinen
Opetus
Toteutuskerta 1: ELT-21250 2015-01
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä |
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Hyväksytysti suoritettu tentti.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija (1) osaa 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) osaa soveltaa takaisinkytkentää operaatiovahvistinkytkentöjen suunnittelussa (3) osaa 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) osaa hakea datalehdiltä suunnittelussa tarvittavat parametrit ja vertailla operaatiovahvistimia niiden avulla (5) osaa arvioida komponenttien simulointimallien käyttökelpoista toiminta-aluetta (6) osaa hahmottaa, kuinka komponenttien epäideaalisuudet ja toleranssit tulee ottaa huomioon sunnitteluprosessissa ja kuinka ne vaikuttavat piirien toimintaan (7) osaa laskea yksinkertaisen takaisinkytketyn operaatiovahvistinkytkennän silmukkavahvistuksen ja analysoida kytkennän stabiilisuutta Bode-diagrammin ja ROC-menetelmän avulla (8) osaa kuvata virtatakaisinkytketyn vahvistimen rakenteen ja ominaisuudet sekä analysoida sen toimintaa (9) osaa suunnitella ja analysoida epälineaarisia operaatiovahvistinkytkentöjä, kuten komparaattorit, kytkinpiirit, tarkkuustasasuuntaajat ja huippuarvoilmaisimet sekä osaa nimetä niiden sovelluskohteita (10) osaa suunnitella ja analysoida siniaalto-, kanttiaalto- ja kolmioaalto-oskillaattoripiirejä sekä ajastinpiirejä ja nimetä niiden sovelluskohteita (11) osaa mitoittaa ja analysoida yksinkertaisia ensimmäisen ja toisen asteen aktiivisia alipäästö-, ylipäästö-, kaistanpäästö- ja kaistanestosuotimia (12) osaa selostaa korkeamman asteluvun suotimien (Butterworth-, Chebyshev-, Bessel- ja Elliptinen suodin) erityispiirteet ja vertailla niitä keskenään
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 vaatii ydinaineksen osittaista osaamista. Ydinaineksen hyvä hallinta tuottaa kiitettävän arvosanan. Arvosanan korotus on mahdollista laskuharjoituksista saatavien porkkanapisteiden avulla.
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
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 |
| TST-01100 Johdanto tietotekniikkaan | Pakollinen | 1 |
| ELT-20100 Analogiaelektroniikka | Pakollinen | |
| ELT-21050 Transistorivahvistimet | Suositeltava | |
| ELT-21400 Elektroniikan komponentit | Suositeltava |
1 . TIE-05100 Johdatus Digitaalitekniikkaan
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
| ELT-21250 Operaatiovahvistinkytkennät, 4 op | ELE-2201 Analogiatekniikka, 4 op |