Elektronika III.

A harmadik félév a szelektív, a nemlineáris, a nagyfrekvenciás áramkörökkel, az energia átalakítási technika elemeivel, az elosztott paraméteres áramkörökkel valamint a termikus problémákkal foglalkozik.

Az elektronikai alkatrészek zaja. Alapfogalmak: zajsávszélesség, teljesítményspektrum, amplitúdóelosztás. Termikus zaj, sörétzaj, megoszlási zaj. Az alkatrészek zaj helyettesítőképe, bemenetre és kimenetre redukált zaj. Az alapáramkörök zaj tulajdonságainak vizsgálata. A zajtényező. Fáziszárt hurkok és alkalmazásaik. Felépítés, kisjelű helyettesítőkép, osztályozás, a lineáris modell analízise.

Fáziszárt hurok:

• Blokkvázlat, működés, átviteli függvény,
• Fázisdetektor típusi, jellemzők, megvalósítások,
• Tranziens viselkedés, követési tulajdonságok különböző bemenő jelekre,
• Megvalósítási kérdések, alkalmazási példák.

FM modulátor, demodulátor, órajel előállítás, jitter.

Szelektív elektronikus áramkörök. Specifikáció, approximáció, toleranciaséma, transzformációk. A kaszkád szintézis. Aktív RC szűrők. Kapcsolt kapacitású szelektív áramkörök. Rezonáns építőelemekkel (rezgőkör, kerámia szűrő) felépített szűrők.

Frekvencia függő áramkörök

• Pólus és zérus elrendezések (első és másodfokú), frekvencia tartománybeli viselkedés, építő elemek: aluláteresztő, felüláteresztő, sáváteresztő.
• Rendszertechnikai megközelítés: a tolerancia séma (specifikáció).
• Matematikai megközelítés: az approximáció. Különböző approximációs módszerek, ezek pólus zérus elrendezése. Magasabb fokszámú elrendezések.
• Referens aluláteresztő, transzformációk, katalógus használat. Transzformációk hatása a pólus zérus képre.
• A megvalósítás gyakorlati kérdései.
• Realizáció műveleti erősítővel. Néhány áramkör ismertetése. Tervezési példa.
• Realizáció L-C elemekkel, katalógus sajátságok, tervezési eltérések.
• Különleges szelektív áramkörök (kvarc, kerámia, üregrezonátor stb.)
• Kapcsolt kapacitású elemek. Állapotváltozós leírás, univerzális szűrő.
• A digitális megvalósítás különleges tulajdonságai.

Nemlineáris jelformáló áramkörök: egyenirányítók, vágó és szintbeállító áramkörök, töréspontos karakterisztikájú áramkörök. Logaritmikus és exponenciális erősítők. A keverés és frekvencia transzponálás áramkörei.

Modulátorok és demodulátorok

• AM, FM, PM modulátorok és demodulátorok
• Két és négynegyedes szorzók, kiegyenlítés
• Kapcsolók szorzóüzeme.

Néhány példa nagy integráltságú áramkörökre.

• Egy chipes telefonkészülék.
• ASK, FSK adó-vevő

Az energia-átalakító technika alapjai. Egyenirányítók. Egyenfeszültség stabilizátorok: áteresztő tranzisztoros és kapcsoló üzemű megoldás. A túláram védelem. Egyenfeszültség-egyenfeszültség konverterek. Tirisztorok és kapcsolástechnikájuk alapjai. Háromfázisú egyenirányítók.

Teljesítmény átalakítók

Különböző DC/DC átalakítók, AC/DC átalakítás. Hatásfok kérdések. A megvalósítás kérdései. Elektromos áramkörök termikus problémái, hőelvezetési módszerek.

Az elosztott paraméteres áramkörök problémái. Elosztott paraméteres passzív, lineáris elemek leírása a frekvencia- és az időtartományban. Elosztott reaktáns elemeket tartalmazó analóg áramkörök (igen nagy frekvenciás erősítők, oszcillátorok, keverők stb.) tulajdonságai, tervezése. Elosztott áramkörök mikroelektronikai megvalósítása.

Nagyfrekvenciás, (elosztott paraméterű áramkörök)

• A távíró egyenlet, megoldása speciális esetben, reflexiós tényező függése a lezárás helyétől és fajtájától a frekvencia tartományban.
• A tápvonal mint áramköri elem
• Az S mátrix, a leírás jelentősége, tulajdonságok, reflexiómentesítés
• A csillapító mint áramköri elem, hatása a zajra és a reflexióra.
• A távvezeték viselkedése impulzus jelekre lineáris és nem lineáris lezárások között, a Bergeron szerkesztés
• Extrém lezárású tápvonal impulzus válasza, felhasználások
• Számítógép hálózatok hardver problémái, a maximális adatátviteli sebességet korlátozó tényezők
• Nagyfrekvenciás és mikrohullámú erősítők tervezési és kivitelezési problémái, jeltisztasági problémák, föld lemezek.
• Kitekintés az optikai tartományú adatátvitelre és jelfeldolgozás elemeire.
• Integrált nagyfrekvenciás áramkörök. Oszcillátorok, teljesítmény osztók.

Elektronikus áramkörök termikus problémái. Kondukciós és konvekciós hőelvesztés. Hűrőszerelvények, forszírozott hűtés. A heat pipe használata. Berendezések hőháztartásának tervezése CFD-vel. Mobil berendezések hűtési problémái.