SVR = Signaal Verwerking & Ruis

Presentatie over: "SVR = Signaal Verwerking & Ruis"— Transcript van de presentatie:

1 SVR = Signaal Verwerking & Ruis
Martin van Exter

2 Overzicht eerste college
Hoe wordt SVR gegeven: hoorcollege, werkcollege, practica Waarom SVR? elektronisch meten Wat is SVR precies? overzicht hoorcolleges (veel stof !) N.B. Lees stof door voor het hoorcollege Elektronica: werken met complexe impedanties

3 Opbouw SVR Hoorcollege: Martin van Exter (9 x 2 uur)
P.P.L. Regtien, “Instrumentele Elektronica” Syllabus “Noise & Signal Processing” Werkcollege: Peter Lee (5 x 3 uur) Vraagstukken oefenen + huiswerk Practica: Sasha Roussanov Allard Katan SVR1-4 ( dagdelen)

4 Rooster SVR SVR SVR

5 Organisatorische zaken
Tentameneisen: werkcollege + huiswerk verplicht (40% van cijfer) practicum verplicht (60% van cijfer) Inleveren: werkcollege opgaven bij volgende werkcollege ! practicumverslagen binnen één week ! Practica: Practicum in 2 groepen (zie rooster) Laat schakeling op practicum altijd aan assistenten zien! Eén verslag per koppel (op presentielijst voorkeur aangeven) Verslagen s.v.p. kort (maar volledig) houden

6 Waarom SVR ? Metingen bijna altijd elektronisch
Signaal/Ruis (S/N) verhouding is vaak essentiëel Welke sensor? Welke analoge elektronica? Welke omzetting en/of bewerking? Welke aansturing (actuator)? Verband met LabVIEW (in practicum SVR4) Analoog => Digitaal ( Digitaal => Analoog bij “digitale aansturing”) Meetresultaten worden vaak opgeslagen en/of bewerkt

7 Opbouw SVR hoorcolleges
BLOK 1: Analoge signaalverwerking Complexe impedanties & wisselstroom Fysische principes van elektronische componenten: diodes, transistoren, OpAmps (Operational Amplifiers) BLOK 2: Ruis Karakterisatie van ruis (in elektronische circuits) Frequentie analyse en Fourier transformaties Technieken ter verbetering van de S/N verhouding Overgang van analoog naar digitaal

8 Analoog versus Digitaal
Signaal = analoog voltage Transistoren + RC(L) circuits (ouderwetse electronica) Analoge bewerking (gevoelig voor ruis) Signaal = 0 of < 0.8 V of > 2.0 V TTL (transistor-transistor logic) = 5 V CMOS (Complementary Metal On Silicon) = 3-15 V Geïntegreerde circuits (moderne IC technologie) systeem bevat microprocessor Exacte bewerking (ongevoelig voor ruis)

9 Nobel price in Physics 2000 The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the Nobel Prize in Physics for 2000 to scientists and inventors whose work has laid the foundation of modern information technology, IT, particularly through their invention of rapid transistors, laser diodes, and integrated circuits (chips). Zhores I. Alferov (Russia) & Herbert Kroemer (USA) "for developing semiconductor heterostructures used in high-speed- and opto-electronics" Jack S. Kilby (Texas Instruments, USA) "for his part in the invention of the integrated circuit"

10 Lineaire systemen (1) Vraag: welke functie-omzettingen voldoen hieraan?

11 Lineaire systemen (2) is lineaire omzetting, met tijdsinvariantie
Speciale rol van harmonische ejt (eigenfunctie)

12 Complexe notatie Voltage - reëel - complex
Frequentie (angular freq.)  = 2 f = 2/T Stroom - complex faseverschil tussen voltage en stroom mogelijk faseverschil bepaalt mede het gedissipeerde vermogen Gemiddeld gedissipeerd vermogen Leid dit af Vraag: Hoeveel dissipatie in R, L, C?

13 Wetten van Kirchhoff Eerste wet: op knooppunten geldt
Tweede wet: in kring geldt (inclusief Vind ) voorbeelden

14 Berekening van Rtot kan ook moeilijk zijn

15 Complexe impedanties u Weerstand Z = R Spoel Z = jL Condensator
Z = 1/(j C) u

16 Spoel Z = jL Inductiespanning in spoel bij veranderende stroom Z = jL u

17 Condensator Z = 1/(jC) Spanning over geladen condensator
Veranderende lading

18 Verschillende filters nader bekeken
Wat is de stapresponse en de frequentiekarakteristiek van: Regtien-opg3.5

19 Overdrachtsfunctie H()
Transfer function Vb. RC-filter

20 Overdrachtsfunctie RC filter
Regtien-6.2

21 Complexe Bode diagram voor H()
Regtien-6.5

22 Tweede-orde filter Vraag: Wat voor eigenschappen zou dit filter hebben?

23 Samenvatting SVR1 Opzet SVR besproken Herhaling wisselstroom
belang van lineaire systemen en harmonische signalen werken met complexe impedanties { R, jL, 1/(jC) } verschillende filters (RC, LR, LC) Overdrachtsfunctie ZELFSTUDIE: Regtien Hoofdstukken 1, 3, 4, 6, 8