Elektroniikan simulointiLaajuus (3 op)

Osaamistavoitteet

Yhden nykyaikaisen simulointiohjelmiston käytön ja rajoitusten ymmärtäminen
-----
Kyky simuloimalla nähdä mahdollisesti kohta käsin rakennettavan pienen elektroniikkalaitteen toiminnan virheet tai puutteet ennen painopiirilevyn tekemistä ja komponenttien asennusta.

Sisältö

Esim. OrCad-simulointiohjelman perusteet.
Projektityöt:
1) Operaatiovahvistimella taajuusriippuva vahvistus.
- Tutkitaan saavutetun taajuusvasteen puutteellisuuden syitä: Mikä johtuu komponenttien rajallisista ominaisuuksista, onko parempia komponentteja olemassa.
- Etsitään taajuusvasteesta vahvistimen mahdollinen värähtelytaipumus.
- Tutkitaan askelvasteesta vahvistimen värähtelytaipumus
- Korjataan värähtelytaipumus pois

2) Yhden ja kahden transistorin vahvistimien suorituskyvyn vertailu
- Yhden (CE/CC/CB) ja kahden transistorin (CE-CB eli kaskodi, CC-CB ja CC-CE) vahvistimien luokittelua
- Esimerkkinä simuloidaan rinnakkain CE- ja kaskodi-vahvistin.
- Opitaan mittaamaan vahvistimen nousu- ja laskuaika kursoreilla ja automaattisesti.
- Opitaan mittaamaan vahvistimen sakkausaika.
- Mitataan vahvistimen särö.
- Mitataan vahvistimen kohina.
- Mitataan taajuusvaste usealla lämpötila-arvolla samaan kuvaan
- Mitataan taajuusvaste usealla saman komponentin arvolla samaan kuvaan

3) Omien komponenttien tekeminen
- Blokkina olemassa olevista komponenteista
- Muokataan diodin sähköisiä parametrejä.
- Muokataan diodin piirrossymbolia.
- Muokataan transistorin sähköisen mallin parametria saman kuvan käyrästä toiseen.
- Tehdään täysin uusi transistorin piirrossymboli ja yhdistetään se olemassa olevaan sähköiseen malliin.
4) Piirilevyn suunnittelu
- Tehdään yksinkertainen piiri, esim. kaksi vastusta ja liitin.
- Simuloidaan normaalisti.
- Määritellään tarpeelliset parametrit komponenteille (footprint, PSpice-only…).
- Tehdään netlist komponenteista, jonka jälkeen suoritus hyppää automaattisesti PCB Editoriin.
- Määritellään piirikortin mitat ja perusominaisuudet.
- Luetaan komponentit piirikortille netlistista.
- Tehdään johdoitus (automaattisesti napin painalluksella tai käsin).
- Lisäohjeissa on selvitetty, miten valmistellaan piirikortti kaiverruskonetta varten.

Esitietovaatimukset

Digitaalitekniikan perusteet, Elektroniikan perusteet 1

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

1. Opiskelija ymmärtää piirisimuloinnin merkityksen nykyaikaisessa elektroniikkasuunnittelussa ja hallitsee piirisimulointiohjelman käytön perusteet.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

1. Opiskelija osaa käyttää piirisimulointiohjelmaa sujuvasti annettujen piirien simulointiin.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

1. Opiskelija osaa hyödyntää piirisimulointiohjelmaa uusien virtapiirien suunnittelussa.