Sivu päivitetty 10.5.2022

Elektroniikka I (FYS2082), 5 ECTS, syksy 2021

Luennoitsija: Prof. Edward Hæggström, edward.haeggstrom (at) helsinki.fi

Assistentit:

B.Sc. Henri Österberg, henri.osterberg(at)helsinki.fi

Petteri Salminen, petteri.salminen(at)helsinki.fi

Yhteydenotto kurssiin tai laskuharjoituksiin liittyviin asioihin ensisijaisesti kurssiassintentteihin, sähköpostilla.

Tentti: TO 16.12 klo 1315-1715 @ Exactum CK112. Koealue: Luennoilla käydyt aiheet ja laskuharjoitukset.

(9.11) – The fridays homework session is no more, and the new session is on wednesdays 12.15 – 14.00 @ Phys. D117

Kurssin aikana pidetään yhteensä 5 laskuharjoitusta sekä 5 demoa.

Joka viikolla tehtävät koostuvat laskuharjoituksista ja niihin liittyvistä käytännön töistä. Laskuharjoitukset tehdään ennen laskaritilaisuutta ja tuodaan tehtyinä tilaisuuteen. Laskuharjoitukset pidetään lähiopetuksena sekä zoomissa samalla kanavalla kun luento. Laskuharjoituksista saa pisteet sekä paikalla että zoomissa. Käytännön töitä voi seurata zoomin välityksellä, mutta pisteet näistä saa ainoastaan läsnäollessa, joten läsnäolo suositellaan vahvasti.

Käytännön työt: kurssin aikana tutustutaan komponentteihin ja yksinkertaisiin piireihin pienissä ryhmissä. Vähintään yhdellä ryhmäläisistä tulee olla läppäri mukana. Käytännön harjoituksia suoritetaan laskaritilaisuuksien yhteydessä.

Demo 1 torstaina 18.11 klo 14:15 – 14:45 zoomissa.
Demon pitää Risto Vänskä: Transimpedanssivahvistimen käyttö low-noise & low-current mittauksessa.

Demo 2 keskiviikkona 24.11 klo 14:15 – 14:45 zoomissa
Demon pitää Daniel Veira Canle: Measuring the current from the high-voltage ionizers. Demo on englanniksi.

Demo 3 keskiviikkona 1.12 luennon lopuksi, livenä ja zoomissa. Luento loppuu 1115, jonka jälkeen paikalla olijat siirretään elektroniikan laboratorioon. Demo alkaa 1130.
Demon pitää Tor Paulin: Piirilevyn kasaaminen ja reflow uunin käyttö.

HUOM! Demon 4 aika vaihtunut torstaille.
Demo 4 torstaina 9.12 klo 11:15-11.45 luennon toisella puoliskolla, livenä ja zoomissa. Livenä katsomaan haluavat voivat tulla ~11:10 kolmos physicumin kolmos kerrokseen hiekkalaatikon viereen, josta siirrymme labraan.
Demon pitää Henri Österberg aiheesta: Coaxiaali kaapelin impedanssin määrittäminen.

Demo 5 torstaina 9.12 klo 14:15-14:45 zoomissa.
Demon pitää Timo Rauhala aiheesta: High power in Altum, design consideration and implementation.

Ajankohta opintojen ajoitusmallissa: 2. vuosi

Esitiedot: Fysiikan mittausmenetelmät I, Fysiikan perusopinnot (25 op), erityisesti Sähkömagnetismi sekä Säteilykentät ja fotonit kannattaa kerrata. Matematiikka on MAPU-tasoa.

Sisältö: Piiriteoriaa, analogiset vahvistimet ja transistoripiirit. Kurssin aikana tutustutaan elektroniikan peruskytkentöihin käytännössä. Elektronisten piirien simulointi. Tutustuminen piirilevyjen suunnitteluun.

Suoritustapa: Loppukoe ja harjoitukset

Kurssin arvostelu: Kurssiarvosanasta 33% muodostuu laskuharjoituspisteistä, joita myönnetään 2 piste tai 1 pistettä / tehtyä tehtävää kohden sekä 1 piste tehtävän esittämisestä laskuharjoituksessa. Käytännön töistä annetaan 2 pistettä per ryhmässä tehty työ. Läsnäolosta demonstraatioissa saa 2 pistettä / demonstraatio. Loput arvosanasta määräytyy koepisteiden perusteella.

Kirjallisuus:

Aaltonen, Kousa, Stor-Pellinen: Elektroniikan perusteet , uusin painos, Limes ry

P. Horowitz, W. Hill: The Art of Electronics, 3. ed. Cambridge Univ. Press.

P. Horowitz, W.Hill: The Art of Electronics: The x Chapters, Cambridge Univ. Press.

Verkkosivuja, joista löytyy tietoa elektroniikasta:

HyperPhysics on Georgia State Universityn ylläpitämä fysiikan, kemian ja matematiikan
sivusto, joka sisältää myös elektroniikan esimerkkejä.

Elektroniikan ja digielektroniikan perusteita: http://www.electronics-tutorials.ws/

Java applet demo RLC-piiristä: http://www.falstad.com/circuit/

Elektroniikan sanastoa

Kanavatransistorit

FET Circuit Applications (National
Semiconductor)

Datasheets: 2n4416 Linear Systems , Vishay , Calogic

Operaatiovahvistimet

Analog dialogue Noise

Filter Design in Thirty Seconds (Texas Instruments)

Theory and Applications of Logarithmic Amplifiers  (National
Semiconductor)

Digitaalielektroniikka

Logic Selection Guides (Texas Instruments)

Standard
logic, gates (NXP)

ASIC World Directory – Digital
(K-Maps, Quine-McCluskey minimization)

Phase-Locked Loop

555 ajastinpiiriin liittyen

555 Timer Tutorials

555 Timer as an A/D converter

Switch capacitor kytkentöjä

Switched Capacitor Circuits

Switched Capacitor Filter Solutions

Basic Introduction FIlters – Active, Passive, and Switched-Capacitor

AD- ja DA-muuntimet

ADC and DAC glossary

Analog to digital converter (Wikipedia)

Muita linkkejä

Datasheet Catalog

LTspice simulaatio-ohjelma