Elektronika v avtomatiki

Študij: Univerzitetni študij Elektrotehnika, prva stopnja
Smer: Avtomatika
Letnik: III letnik
Kreditne točke: 7 točk

Predavatelj: izr. prof. dr. Janez Perš
Predavatelj: izr. prof. dr. Boštjan Murovec

Opis predmeta

Predmet se osredotoča na nizkofrekvenčno senzorsko elektroniko. Rdeča nit obravnave je operacijski ojačevalnik in z njim izvedena vezja. Poudarjene so realistične lastnosti in neidelnosti izvedenih vezij.

Vsebina

Vsebina predmeta je v grobem sestavljena iz naslednjih tematskih sklopov.

  • Operacijski ojačevalnik: idealiziran opis in nakazana odstopanja realnih elementov od ideala. Znanje o realnih lastnostih se nato poglablja preko celega semestra.
  • Napetostni primerjalnik: teorija delovanja in uporaba. Bliskovni AD pretvornik ter pomen primerjalnika in napetostne reference. Obravnava napetostnega premika operacijskega ojačevalnika in njegov vpliv na točnost napetostne primerjave in AD pretvorbe.
  • Napetostni sledilnik in ojačevalnik: teorija delovanja in uporaba na primeru vezja z AD pretvornikom. Vpliv napetostnega premika in končnega ojačenja operacijskega ojačevalnika na izvedena vezija.
  • Neidealnosti napajalnih linij: opazovanje napetostnih sprememb in uporaba kondenzatorjev za njihovo manjšanje.
  • Negativna povratna zveza: bločni diagram in njegov pomen pri ponazoritvi vezij z operacijskim ojačevalnikom. Pomen zančnega ojačenja in ostalih veličin povratne zveze. Vloga povratne zveze pri izvedbi precizijskih senzorskih vezij.
  • Frekvenčna analiza in stabilnost vezij: frekvenčna karakteristika operacijskega ojačevalnika, pogoji za nastop oscilacij, Bodejev diagram in grafično odčitavanje zančnega ojačenja, faznega razločka in frekvenčne meje vezja. Osnove frekvenčnih kompenzacij.
  • Seštevalnik, odštevalnik in Instrumentacijski ojačevalnik: teorija delovanja, obstoj sofaznega ojačenja pri analognih odštevalnikih, CMRR in njegov pomen. Tehnike dviganja CMRR.
  • Tokovno napetostni pretvornik: teorija delovanja ter izvedba merilnika osvetljenosti in kapacitivnosti. Frekvenčna analiza in kompenzacija teh vezij.
  • DA dekodirnik in pretvornik: izvedba z napetostnim sledilnikom in tokovno napetostnim pretvornikom. Diskusija razlik v delovanju.
  • Ostale neidealnosti operacijskega ojačevalnika: vpliv na delovanje vezij, tehnike manjšanja vplivov.
  • Osnovna diodna vezija: napetostni omejilnik, napetostna referenca, zaščita vhodnih sponk vezij.

Literatura

  • Murovec, B., Senzorska Elektronika (v izdelavi, trenutno stanje dostopno v e-obliki)
  • Murovec, B., Vezja in signali v senzorski elektroniki (v izdelavi, trenutno stanje dostopno v e-obliki)
  • Zapiski predavanj (dostopni v PDF obliki dokler knjigi nista dokončani)

E-učilnica

Več vsebin lahko študentje najdejo v e-učilnici.