Overordnede kursusmål
Give erfaring i konstruktion af elektriske kredsløb, der ofte
anvendes i medicotekniske måleopgaver.
Indøve praktiske færdigheder i brugen af værktøjer og instrumenter
til konstruktion af elektriske kredsløb.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Viden: Redegøre for og anvende teori og metoder til analyse af
lineære elektriske kredsløb opbygget omkring operationsforstærkere
og instrumenteringsforstærkere
- Viden: Definere kravsspecifikationer og designe elektriske
kredsløb ud fra disse
- Færdigheder: Udføre manuelle beregninger samt simulering af AC
strømme og spændinger i elektriske kredsløb med assistance fra CAS
værktøjer, f. eks. Maple, samt værktøjer designet til
kredsløbssimulering
- Færdigheder: Planlægge komponentplacering og opbygge elektriske
kredsløb på printplade
- Færdigheder: Teste performance af elektriske kredsløb med brug
af multimeter, funktionsgenerator og oscilloskop
- Problemløsning: Analysere problemstillinger formuleret med
inkonsistent og upræcis information, inden for kendt problemsfære
og sortere mellem gyldige og ugyldige løsningsmetoder
- Problemløsning: Opdele problemstillinger, vælge mellem gyldige
løsningsmetoder og implementere disse med kendte, avancerede
værktøjer
- Problemløsning: Fortolke modelopstillingers reduktion af det
fysiske system og modelbaserede problemløsningers konsekvens
overført til det fysiske system
- Team work: Arbejde i teams med ansvar for planlægning, ledelse
og udvikling af samarbejdsprocesser
- Kommunikation: Udarbejde mundtlige fremlæggelser og skriftlige
materialer på engelsk uden fejl og mangler, som gør anvendelse af
fortællestil i overensstemmelse med normer og standarder og som er
struktureret i henhold til formål og kontekst
- Mindset: Tage initiativ, beslutninger og ansvar i både
selvstændigt arbejde og i teamwork
- Selv-instruktion: I en kompleks problemløsningssammenhæng
egenhændigt analysere videnbehov, indhente information og tilegne
sig denne med en kritisk sans for informationskilders
troværdighed
Kursusindhold
Repetition af analyseteknikker for DC modstandskredsløb, herunder
Ohms lov, Kirchhoffs knudepunktsligninger og maskeligninger,
kildesubstitution, superposition, Thévenin og Norton teoremer.
Repetition af modellen for den ideelle operationsforstærker og dens
anvendelser, herunder, inverterende og ikke-inverterende
forstærkere, additions- og differensforstærkere.
Sinusformede signaler udtrykt ved fasornotation, impedans og
admittans. Analyse af RLC kredsløb ved hjælp af fasorbegrebet.
Elektrisk sikkerhed og indstråling fra lysnettet.
Frekvenskarakteristikker og Bodeplot teknikken. Resonans i RLC
kredsløb, passive filtre, aktive filtre, herunder Multiple Feedback
og Sallen Key typerne, frekvensskalering og impedansskalering af
filterkredsløb.
Modeller for den ikke-ideelle operationsforstærker.
Instrumenteringsforstærkeren, radiofrekvens interferens filter,
aktiv skærmdrev, driven right leg kredsløb i EKG forstærkere.
Projekt 1: Design, konstruktion og test af op-amp kredsløb til
kombination af common mode og differenssignaler.
Projekt 2: Design, konstruktion og test af aktiv Twin-T notch
filter til dæmpning af 50 Hz interferens i EKG signal.
Projekt 3: Design, konstruktion og test af højpasfilter,
lavpasfilter, forstærker og offset-trin til EKG forstærker
Projekt 4: Design, konstruktion og test af EKG forstærker bestående
af instrumenteringsforstærker, RFI filter, dreven skærm og driven
right leg.
Maple bruges til at understøtte manuelle analyser, Multisim bruges
til at simulere kredsløb og til eksport af netlister. VeeCAD bruges
til at importere netliste og designe print layout på et Veroboard
print. Der bruges ca. 16 timer i alt på design, simulering og print
layout.
Laboratoriearbejde: Kurset indeholder ca. 30 timers
konstruktionsarbejde, hvor man bliver opøvet i lodning, brug af
funktionsgenerator, multimeter og oscilloskop og
fejlfindingsstrategier.
Litteraturhenvisninger
J.D. Irwin, Robert M. Nelms, Engineering circuit analysis. John
Wiley.
Bemærkninger
Kurset er et valgbart teknologisk linjefag i bacheloruddannelsen
Medicin og Teknologi. Kurset er tilrettelagt til studerende, som er
i sidste halvdel af bachelorstudiet. Kurset udbydes om foråret i
ulige årstal.
Afleveringer: Der afleveres en designrapport per gruppe per
projekt. Rapporter skrives på engelsk.
Gruppearbejde: Man arbejder i faste 3-mandsgrupper i hele kurset.
Eksamen: Ved den mundtlige eksamen trækker man én af sine
projektrapport og skal forsvare denne på engelsk i en mundtlig
Powerpoint præsentation.
E-learning: Computer simulation og Maple.
Sidst opdateret
28. november, 2016