Realizacija elektronskih sklopov

Opis predmeta

Osnovni principi načrtovanja in gradnje elektronskega sestava. Razvojni cikel izdelkov. Stroški in prihodki, notranja stopnja donosa, sestava cene izdelka, kumulativni dobiček.

Tolerance, izplen in izmet. Tolerančno in dopustno območje. Porazdelitvene funkcije, normalna porazdelitev. Tolerance pri več parametrih. Tolerančne analize.

Zanesljivost in računanje zanesljivosti sistema.

Vplivi okolja in modeliranje vplivov: temperatura, vlaga, napetost, temperaturni cikli. Merjenje zanesljivosti. Detekcija in odprava napak. Rezervni sistemi in načrtovanje zanesljivosti. Redundanca.

Standardizacija. Evropska zakonodaja na področju prostega pretoka blaga. Znak CE. Upoštevanje standardov pri načrtovanju elektronskih izdelkov. Varnostni standardi in standardi na področju EMC.

Model EMI in načini prenosa motenj. Bližnje in daljne elektromagnetno polje, diferencialni in sofazni signali. Merilne metode in oprema za EMC.

Materiali, lastnosti in tehnologije tiskanih vezij. Fleksibilna tiskana vezja in vkopane pasivne komponente.

Tehnika načrtovanja za EMC. Sevanje tiskanega vezja. Signalne zanke. Povezave z maso. Zmanjševanje motenj. Kritična velikost zank. Zrcalna ravnina in povratna pot. Integriteta signalov v tiskanih vezjih. Hitrost razširjanja signala, kritične dimenzije in frekvence. Prenos hitrih signalov po linijah. Odboji in zaključitve. Blokiranje napajanja in filtriranje. Kapacitivnost napajalnih plasti tiskanega vezja.

Mehanizmi prenosa toplote. Upravljanje toplote elektronskih komponent in sistemov.

Cilji in kompetence

Snov omogoča razumevanje električnih in mehanskih pojavov, ki so prisotni pri načrtovanju elektronskega sklopa. Razvija sposobnosti načrtovanja in realizacije podsestavov na tiskanih vezjih z upoštevanjem standardov in zakonodaje. Študent spozna postopke načrtovanja sklopa s tehničnega in poslovnega vidika.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, laboratorijske vaje.

Predvideni študijski rezultati

Ob uspešno zaključenih študijskih obveznosti pri tem predmetu naj bi študentje bili sposobni

prepoznati materiale in tehnologijo izdelave in opremljanja tiskanega vezja.
načrtati tiskano vezje glede na dano shemo z upoštevanjem dobre inženirske prakse za doseganje združljivosti vezja z veljavnimi standardi in proizvodnimi tehnologijami.
izračunati zanesljivost naprave na podlagi danih podatkov o zanesljivostih komponent
upoštevati veljavne standarde, ki jim mora naprava ustrezati glede na veljavno zakonodajo in tip naprave.
uporabljati računalniške programe za simulacijo in načrtovanje električne sheme in tiskanega vezja.
izbrati in uporabiti najprimernejšo topologijo in zaključitve električnih povezav glede na tip signala.
identificirati najverjetnejši izvor težav v zvezi z elektromagnetno združljivostjo v vezju in ga z ustreznimi ukrepi zmanjšati.
načrtati primeren način hlajenja za odvajanje odvečne toplote

Reference nosilca

MATIČ, Gašper, JANKOVEC, Marko, JURMAN, David, TOPIČ, Marko. Feasibility study of attitude determination for all-rotating unmanned aerial vehicles in steady flight. Journal of intelligent & robotic systems, ISSN 0921-0296, 2015, vol. , no. , str. 1-20.
JANKOVEC, Marko, TOPIČ, Marko. Intercomparison of temperature sensors for outdoor monitoring of photovoltaic modules. Journal of solar energy engineering, ISSN 0199-6231, Aug. 2013, vol. 135, no. 3, str. 1-7.
HERMAN, Matic, JANKOVEC, Marko, TOPIČ, Marko. Optimisation of the I-V measurement scan time through dynamic modelling of solar cells. IET renewable power generation, ISSN 1752-1416. [Print ed.], 2013, vol. 7, no. 1, str. 63-70.
ANDREJAŠIČ, Tine, JANKOVEC, Marko, TOPIČ, Marko. Comparison of direct maximum power point tracking algorithms using EN 50530 dynamic test procedure. IET renewable power generation, ISSN 1752-1416. [Print ed.], 2011, vol. 5, no. 4, str. 281-286.
KURNIK, Jurij, JANKOVEC, Marko, BRECL, Kristijan, TOPIČ, Marko. Outdoor testing of PV module temperature and performance under different mounting and operational conditions. Solar energy materials and solar cells, ISSN 0927-0248. [Print ed.], Jan. 2011, vol. 95, no. 1, str. 373-376.

Temeljni viri in literatura

Jankovec M., Realizacija elektronskih sklopov, slikovno gradivo in zapiski predavanj, Ljubljana, 2016.
Pirc M., Jankovec M., Realizacija elektronskih sklopov, laboratorijske vaje, Ljubljana, 2013.
Peršič B., Realizacija elektronskih sklopov, Založba FE, Ljubljana, 1998.
Henry W. Ott, Electromagnetic Compatibility Engineering, Wiley-Interscience, ISBN 978-0-470-18930-6, New York, 2009.
Howard W. Johnson, Martin Graham, High-Speed Digital Design, A Handbook of Black Magic, Prentice Hall PTR, New Jersey
Lee. W. Ritchey, Right the first time, Speeding edge, ISBN-0-9741936-0-7, 2003
Mark I. Montrose, Printed Circuit Board Design Techniques for EMC Compliance, Wiley-Interscience IEEE, ISBN 0-7803-5376-5, New York, 2000.
Mark I. Montrose, EMC and the Printed Circuit Board – Design, Theory and -Layout Made Simple, Wiley-Interscience IEEE, ISBN 0-7803-4703-N, New York, 1996.
Tim Williams, EMC for Product Designers, Third edition, ISBN 0 7506 4930 5, 2001.