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.