Industrijska elektronika

Opis predmeta

Uvod v operacijski ojačevalnik; Lastnosti idealnega operacijskega ojačevalnika in odstopanja realnega (vpliv končnega ojačenja, vhodne in izhodne upornosti, mirovnega toka, preostale napetosti, slabljenja sofazne napetosti); Pregled osnovnih linearnih in nelinearih vezij z operacijskim ojačevalnikom (seštevalnik, odštevalnik, integrator, diferenciator, logaritemski in eksponencialni ojačevalnik, množilnik); Nadomestna vezja in matematične predstavitve vezij za enosmerne razmere in majhne izmenične napetostno-tokovne spremembe; Pregled, izpeljava matematičnih modelov, analiza občutljivosti na primeru izbranih vezij merilne in regulacijske tehnike (tokovno / napetostni in napetostni / tokovni pretvornik, mostična vezja z operacijskim ojačevalnikom, instrumentacijski ojačevalnik, merilnik temenske ter efektivne vrednosti, precizijski polvalni in polnovalni usmernik, zaporedno in vzporedno vezje stabilizatorja napetosti, regulatorji (P,I,PID), omejevalniki porasta napetosti, omejevalnik napetosti); Obravnava aktivnih filtrov.

Predmet učimo na programih

Elektrotehnika 2. stopnja

Cilji in kompetence

Cilj predmeta je študentu posredovati znanje s področja obdelave signalov z operacijskim ojačevalnikom. Predmet vključuje tehnične izzive iz različnih tehniških področij (merilna, procesna in krmilno-regulacijska tehnika). Posreduje teoretične osnove za analizo in oceno odstopanj, ki jih povzročajo lastnosti realnih komponent. Študentu posreduje znanje o omejitvah tovrstnih komponent in vezij, ki so tvorjene z realnimi komponentami.

Metode poučevanja in učenja

Na predavanjih so podane teoretične osnove obravnavanih poglavij skupaj s prikazom postopka reševanja enostavnejših praktičnih izzivov. Študentom je na voljo študijski material s podrobno vsebino. Praktično delo poteka v okviru laboratorijskih vaj, katerih se študentje postopoma seznanjajo s komponentami, z njihovimi realnimi lastnostmi in z njihovo vlogo v različnih osnovnih vezjih. Seznanijo se tudi z merilnimi instrumenti in z najbolj pogostimi nevarnostmi in napakami pri merjenju.

Laboratorijski modeli omogočajo sočasno delo dveh ali treh študentov, ki ob koncu semestra poročajo o končnih rezultatih s primerjavo izsledkov iz literature.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

– opisati zgradbo operacijskega ojačevalnika,

– razložiti (ob pomoči nadomestne sheme) vzrok odstopanj med realnim in idealiziranim ojačevalnikom,

– izračunati odstopanja povzročena z analizo idealiziranih komponent,

– razviti vhodno-izhodne relacije obravnavanih vezij,

– uporabiti obravnavane analizne postopke na enostavnejših kot tudi kompleksnejših vezjih,

– zasnovati in argumentirati zasnove kompleksnejših vezij s področja merilne, procesne in krmilno regulacijske tehnike.

Temeljni viri in literatura

P. Šuhel: Sistemi industrijske elektronike: Operacijski ojačevalniki, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana, 1990.
P. Zajec: "Interna skripta-zapiski predavanj", 2012; spletna učilnica eFE.
T.E. Price: Analog Electronics, Prentice Hall, London, 1997.
J.M. Jacob: Analog Integrated Circuit Applications, Prentice Hall, New Jersey, 2000.
R.F. Coughlin & F.F.Driscoll: Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits, Prentice Hall, New Jersey, 2001.