ECS Elektronik, dator och programvarusystem Kista, Forum, hiss C, plan 8

Transkript

1 Bengt Molin Tel: E post: bengtm@kth.se ECS Elektronik, dator och programvarusystem Kista, Forum, hiss C, plan 8 IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/ECS 2008/2009 /BM

2 Föreläsning 1 Analog elektronik Kursinformation Examination Analogt vs. Digitalt Systemegenskaper Förstärkning, in och utresistans Gränsfrekvens Små exempel

3 Kursinformation Examinator, kursansvarig Föreläsningar/övningar Labhandledare Bengt Molin/ Owe Thessen Kursregistrering Betygsättning Bengt Molin Bengt Molin Lab A F (2,5 hp) Konstruktionsuppgifter Tenta A F (5 hp) Skriftlig tentamen Kursmål, se kurswebbsida, kurs PM Studentrepresentanter kursnämnd:???

4 Lärobok Sedra/Smith: Microelectronic Circuits Fifth edition, Oxford University Press ISBN Lablokal Laborationerna äger rum på KTH, ICT skolan i Kista. Forum Isafjordsgatan 39 Hiss B, plan 8

5 Top down struktur på kursen Systemegenskaper Operationsförstärkarkopplingar Halvledarkomponenter, transistorförstärkare

6 Examination i kursen LAB1 (2,5 hp) Betyg A F Inlärningsmål redovisas utifrån konstruktionsuppgifter TEN1 (5 hp) Betyg A F Hela kursen men med tonvikt på senare delen Slutbetyg Viktat medelvärde av resultat från LAB1 och TEN1 Redovisning av inlärningsmål uppdelat på LAB ochten ID Task Name Duration Start Finish 1 Analog elektronik 41 days? Wed Wed OP-kopplingar 22 days? Thu Fri Inlämningsuppgift RC-filter 7 days? Thu Fri Konstruktionsuppgift 1 10 days? Thu Wed Konstruktionsuppgift 2 7 days? Thu Fri Examination X1 5 days Mon Fri Transistorkopplingar 20 days? Mon Fri Simuleringslab MOS 10 days? Mon Fri Konstruktionsuppgift 3 9 days Mon Thu Examination X2 0 days Fri Fri Undervisning 33 days? Wed Fri Föreläsningar 31 days? Wed Wed Övningar 31 days? Fri Fi09022 Fri Tentamen 1 day Wed Wed February 2009 March

7 Erfarenheter från föregående kursomgång Konstruktionsuppgifterna ki if var för tidskrävande d Kursen främjar djupinlärande För låg examinationsgrad på tentamen Inför denna kursomgång har omfattningen på konstruktionsuppgifterna minskats Handledningar och anvisningar har förbättrats

8 Analogt vs. digitalt u Analog spänning t Digital spänning (binär) u t Digital spänning med brus u t

9 Varför analog elektronik? Verkliga fysiska insignaler är i regel analoga Mätsignaler kan behöva förstärkas innan de A/D omvandlas Rdik Radiokretsar för höga frekvenser är analoga Ger förståelse för vad som händer mellan nolla och etta i digitala system Förståelse för störningar och signalintegritet itt

10 Frekvensspektrum (frequency spectrum) Ljudfil Analog elektronik tid Time domain Frequency domain frekvens

11 Överföringskarakteristik (transfer characteristic) Linjär förstärkare, utsignalen är en förstärkt kopia av insignalen Olinjär förstärkare => Distorsion, förvrängd utsignal V OUT 100 Linjär 50 Olinjär V IN -50 Förstärkning i detta fall? -100

12 Spänningsförstärkning (voltage gain) A = v v O = A + v vi v I + v O Förstärkning kan även vara förstärkning i effekt, ström eller blandningar av ström och spänning

13 Vad är decibel (db)? bl bel P decibel = 10log P ref = P log P ref decibel anger nivå relativt referensvärde, i förstärkare är vanligen referensvärdet = insignalen Spänningsförstärkning i db V = 20log O V 2 P V db Varför använder vi db? V I

14 Liten db övning Spänningsförstärkning i gånger Spänningsförstärkning i db ,

15 Kaskadkopplade förstärkarsteg 10 ggr 2 ggr Vad blir totala t förstärkningen i gånger? Förstärkning db?

16 In och utresistans + V i R i + A v0 V i R o + o V o - -

17 Belastning (loading) Generator (source) R s Förstärkare Last (load) R o + V s V i R i A v V i V o R L - - Vad blir V o?

18 Ett litet exempel En mikrofon med utresistansen 10 kω lämnar obelastat en utspänning med toppvärde 20 mv. Den kopplas till en förstärkare med R in= 47 kω, A v =100 ggr och R ut =10 Ω. Den ansluts till en hörlur med resistans 32 Ω. Vilken utspänning erhålls?

19 Filter Lågpass V o Högpass V o V i V i Bandpass V V o Bandspärr V i f V o V i f f f

20 Gränsfrekvenser ( 3dB frequency) A v gånger A v db A max A max 2 max A max 3 db f f u f f ö f u f ö Varför används denna definition?

21 Vilken typ av filter???

22 Beteckningar v V V ce Vˆce v ce V CE Vˆ V CEQ v CE tid