Johdatus RF-elektroniikkaan (5op)

Osaamistavoitteet

Kurssin suoritettuaan opiskelijaosaa selittää erään yksinkertaisen radiojärjestelmän toiminnan sekä sen kaikkien lohkojen tarkoituksen. Lisäksi hän pystyy itse mitoittamaan komponentit uudelleen, mikäli esimerkiksi lähetystaajuutta muutetaan.tuntee piirianalyysin rajoitteet sekä perusteet komponenttien suurtaajuusmallien käytölle.osaa käyttää lineaarisia komponenttimalleja ja piensignaalimalleja piirien toiminnan tarkastelussa sekä soveltaa matematiikan työkaluja niiden ratkaisussa, ml. osoitinlaskenta.osaa simuloida ja rakentaa yksikertaisia RF-piirejä koekytkentälevylle ja testata niiden toimintaa.osaa selittää miten sähkömagneettiset aallot - sähköinen pituus ja aallonpituus tulee huomioida RF-piirien suunnittelussa ja analysoinnissatuntee antennien keskeisiä ominaisuuksia.tuntee suuren osan suurtaajuustekniikan peruskäsitteistä ja rakenneosista sekä tuntee suurtaajuustekniikan suunnitteluperiaatteita.

Sisältö

Yksinkertaisen lähetinjärjestelmän lohkot ja toiminnan perusteet.Peruskomponenttien ominaisuudet, epäideaalisuudet ja mallinnus suurilla taajuuksilla (passiiviset peruskomponentit, PN-diodi, NPN-transistori, Shockley-yhtälö, Ebers-Moll transistorimalli).Lineaarisen piiriteorian ja osoitinlaskennan soveltaminen suurtaajuuspiirien analysoinnissa.Impedanssi, resonanssi, siirtofunktio, takaisinkytkentä, oskillaatio ja sen ehdot.Aktiivisten ja passiivisten komponenttien käyttö RF-piirien (erityisesti lähetin-vastaanotin-piirit) rakenneosina: transistorivahvistin, suodatin, oskillaattori, modulaattori, antenni.RF-elektroniikan suunnitteluperiaatteita ja peruskäsitteistöä.Sähkömagneettisten aaltojen, siirtolinjojen ja antennien perusominaisuudet.RF-piirien ja antennien simulointi, rakentelu ja testaus.

Esitietovaatimukset

Opiskelijalla tulee olla Vaihtosähköpiirit ja Elektroniikan perusteet suoritettuina tai muutoin vastaava tietämys.

Lisätiedot

This course is an introduction to radio frequency design. It shows how the most fundamental building blocks of RF electronics can easily be understood, constructed, and tested in practice. We also review mathematical tools needed therein.This course is composed of in-class and out-of-class tasks that provide elementary understanding that is the basis of all RF design. In most tasks students work in small teams and build basic RF circuits on solderless breadboard and test their operation. Students get on loan a 'mini-lab' that comprises (1) electronic components; namely transistors, resistors, capacitors, and inductors; (2) a solderless breadboard; and (3) a myDAQ that is a small-size USB-device that operates, for instance, as an oscilloscope, signal generator, and digital multimeter. In addition, NI Virtual Bench device will be used in some tasks. With this setting the students can rehearse with the ideas and concepts that are applied in construction of a simple but fully functional radio transmitter.Partial completions of the course must be carried out during the same implementation round.