31511 AC kredsløb med EKG forstærker

2017/2018

Kurset udbydes kun hvert andet år i de ulige årstal. Kurset alternerer med 31522 Fysiologisk og farmakologisk stoftransport.
Kursusinformation
AC circuits with ECG amplifier
Engelsk
10
Bachelor
Kurset udbydes under tompladsordningen
F5B (ons 13-17) og F3B (fre 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger, opgaveregning, design, konstruktion og test af AC kredsløb
13-uger
F3B, F5B, Reeksamen i august
Mundtlig eksamen
Obligatoriske afleveringer skal være godkendt for at kunne deltage i eksamen
ca. 20 min. plus forberedelse
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
01005.31001.31605 , 31605 senest samtidigt
Minimum 10
Kaj-Åge Henneberg , Lyngby Campus, Bygning 349, Tlf. (+45) 4525 3905 , kah@elektro.dtu.dk

31 Institut for Elektroteknologi
I studieplanlæggeren
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 (fakta, teori, metoder): Anvende, analysere og evaluere begreber, teorier og metoder beskrevet i Kursusindhold til analyse af lineære elektriske kredsløb opbygget omkring operationsforstærkere og instrumenteringsforstærkere
  • Viden (praksis): Definere kravsspecifikationer ud fra praksisbetingede randbetingelser og designe, simulere, opbygge og teste elektriske kredsløb ud fra disse
  • Mind-set (personlig): Demonstrere selvhjulpenhed (tager initiativ, beslutninger og ansvar), positiv social attitude (udviser empati, tolerance, troværdighed, moral og etik), og selv-ledelse (har visioner, er selvbevidst, forandringsvillig, målfokuseret og prioriterende)
  • Mind-set (professionel): Demonstrere en indlejret hypotese- og behovsdreven nysgerrighed og evidensbaseret kreativitet i udviklingen af løsninger inden for kredsløbsteori. Anvende logisk og kritisk ræsonnement i beslutningsprocesser, og praktisere et produkt-orienteret mind-set med fokus på sikkerhed, pålidelighed, bæredygtighed, bruger- og servicevenlighed, æstetik og etik
  • Selv-instruktion: Baseret på selv-refleksion, behovsbevidsthed og metakognition, analysere videnbehov, indhente information samt udøve og evaluere læring med en kritisk sans for informationskilders troværdighed
  • Kommunikation: Beherske det engelske sprog og kommunikationsværktøjer med stor sikkerhed i mundtlige fremlæggelser og skriftlige materialer, kan strukturere indhold i henhold til norm, gøre anvendelse af fortællestil i overensstemmelse med kontekst og standarder, redigere for fejl, logik, klarhed, uregelmæssig stil og kildeoplysninger og udføre en kontekstanalyse til bestemmelse af kommunikationens formål samt modtagerens kompetencer
  • Team work: Arbejde i teams med ansvar for koordination og ledelse af team processer
  • Færdigheder (analytisk): Forstå procedurers formål og kontekst, beslutte hvornår og hvilke regler, der skal anvendes, tilpasse metoder til manuelle beregninger samt simulering af AC strømme og spændinger i elektriske kredsløb med assistance fra CAS værktøjer, f. eks. Maple
  • Færdigheder (realisering): Visualisere løsninger, selvstændigt lære at anvende værktøjer til kredsløbssimulering på en præcis og reproducerbar måde, planlægge komponentplacering og opbygge elektriske kredsløb på printplade. Teste performance af elektriske kredsløb med brug af multimeter, funktionsgenerator og oscilloskop og rette fejl
  • Problemløsning (diagnose): For problemstillinger på et videregående bachelor niveau, diagnosticere problemstillinger formuleret med inkonsistent og upræcis information inden for kendt problemsfære, definere målet og sortere mellem gyldige og ugyldige løsningsmetoder
  • Problemløsning (strategi): For problemstillinger på et videregående bachelor niveau, argumentere for en løsningsstrategi, opdele komplekse problemstillinger, vælge mellem gyldige løsningsmetoder og implementere en eller flere af disse med kendte værktøjer
  • Problemløsning (fortolkning): For problemstillinger på et videregående bachelor niveau, teste løsninger, analysere fejlkilder, fortolke konsekvensen af kompromiser, og fortolke løsningens betydning i problemsfæren
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. Analog-til-digital konvertering.
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 højpasfilter, lavpasfilter, forstærker og offset-trin til EKG forstærker
Projekt 3: 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
04. maj, 2017