Elektronika v fiziki

2021/2022
Program:
Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Aplikativna fizika
Letnik:
2 letnik
Semester:
drugi
Vrsta:
obvezni
ECTS:
7
Jezik:
slovenski
Nosilci predmeta:

Marko Starič

Ure na teden – 2. semester:
Predavanja
3.33
Seminar
0
Vaje
2.33
Laboratorij
3
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

(a) znanje matematike pridobljeno pri predmetu Matematika I
(b) znanje fizike (elektrika in magnetizem) pridobljeno pri predmetu Fizika II

Vsebina

Analogna elektronika: Osnove, pasivna vezja (RC, CR člen), frekvenčna analiza, filtri, dioda in nje uporaba. Bipolarni tranzistor, Ebers-Mollov model, osnovne vezave, diferencialni stik, model za visoke frekvence; Operacijski ojačevalnik, povratna zanka, zlati pravili, linearni, eksponentni in logaritemski ojačevalnik, integrator in diferenciator, detektor maksimalne višine; povratna zanka pri nizkih ojačanjih in stabilnost. Komparator. Unipolarni tranzistor, osnovne vezave, nastavljiv upor, linearno stikalo, CMOS inverter.
Digitalna elektronika: Osnove, reprezentacije števil. Vrata in logične tabele, Boolova pravila, minimizacija, binarni seštevalnik, multiplekser, dekoder, prekoder. Flip-flop, primeri uporabe, binarni števec, pomični register.
A/D in D/A pretvorba: D/A pretvorniki (uteženo in R-2R uporovno vezje), paralelni, povratnozančni in posredni (dvonaklonski) A/D pretvorniki. Pretvorba časa. Posledice A/D pretvorbe.
Šum: Izvori in tipi šuma, termični šum upornika, kvantizacijski šum toka, šum bipolarnega in unipolarnega tranzistorja, šum ojačevalnikov, opis z ekvivalentnimi šumnimi izvori, razmerje signal-šum in šumno število.

Temeljni literatura in viri

P. Horowitz and W. Hill, The art of electronics. Cambridge University Press

Cilji in kompetence

Cilji: Obvladanje osnov analogne in digitalne elektronike. Spoznavanje z osnovnimi metodami načrtovanja in modeliranja elektronskih vezij.

Kompetence:
Sposobnost načrtovanja preprostih elektronskih vezij
Razumevanje elektronskih shem
Sposobnost iskanja po strokovni literaturi

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:
Poznavanje osnovnih gradnikov elektronskih vezij (v smislu emitorski sledilec, integrator, flip-flop) in njih delovanja ter povezovanja. Razumevanje vzrokov za omejitve (frekvenčni obseg, nelinearnost, nestabilnost, šum). Sposobnost načrtovanja in optimizacije preprostejših elektronskih vezij. Razumevanje elektronskih shem.

Načini ocenjevanja

2 kolokvija iz vaj ali pisni izpit
Ustni izpit
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca

[1] Belle Collaboration, STARIČ, Marko, BRAČKO, Marko, GOLOB, Boštjan, KORPAR, Samo, KRIŽAN, Peter, PESTOTNIK, Rok, PETRIČ, Marko, SMERKOL, Peter, STANIČ, Samo, ZUPANC, Anže, et al. Search for CP violation in D[sup][pm] meson decays to [phi] [pi][sup][pm]. Physical review letters, ISSN 0031-9007. [Print ed.], 2012, vol. 108, no. 7, str. 071801-1-071801-6, doi: 10.1103/PhysRevLett.108.071801. [COBISS-SI-ID 25645607]
[2] PETRIČ, Marko, BRAČKO, Marko, GOLOB, Boštjan, KORPAR, Samo, KRIŽAN, Peter (pisar), PESTOTNIK, Rok, SMERKOL, Peter, STARIČ, Marko, ŽIVKO, Tomi, ZUPANC, Anže, et al. Search for leptonic decays of D[sup]0 mesons. Physical review. D, Particles, fields, gravitation, and cosmology, ISSN 1550-7998, 2010, vol. 81, no. 9, str. 091102-1-091102-6. [COBISS-SI-ID 23679015]
[3] Belle Collaboration, STARIČ, Marko, BITENC, Urban, BRAČKO, Marko, FRATINA, Saša, GOLOB, Boštjan, KORPAR, Samo, KRIŽAN, Peter, PESTOTNIK, Rok, STANIČ, Samo, ŽIVKO, Tomi, ZUPANC, Anže, et al. Search for a CP asymmetry in Cabibbo-suppressed D[sup]0 decays. Physics letters. Section B, ISSN 0370-2693. [Print ed.], 2008, vol. 670, no. 3, str. 190-195. [COBISS-SI-ID 22312999]
[3] Belle Collaboration, STARIČ, Marko, GOLOB, Boštjan, BITENC, Urban, BRAČKO, Marko, FRATINA, Saša, GORIŠEK, Andrej, KORPAR, Samo, KRIŽAN, Peter, PESTOTNIK, Rok, STANIČ, Samo, ZUPANC, Anže, et al. Evidence for D[sup]0 -(D[bar])[sup]0 mixing. Physical review letters, ISSN 0031-9007. [Print ed.], 2007, vol. 98, no. 21, str. 211803-1-211803-6, doi: 10.1103/PhysRevLett.98.211803. [COBISS-SI-ID 20795943]
[4] STARIČ, Marko, INAMI, K., KRIŽAN, Peter, IIJIMA, Toru. Likelihood analysis of patterns in a time-of-propagation (TOP) counter. V: BRESSAN, A. (ur.). RICH 2007, Proceedings of the Sixth International Workshop on Ring Imaging Cherenkov Detectors, 15-20 October 2007, Trieste, Italy, (Nuclear instruments & methods in physics research, ISSN 0168-9002, section A, vol. 595, no. 1, 2008). Amsterdam: Elsevier, 2008, vol. 595, no. 1, str. 252-255. [COBISS-SI-ID 23311143]
[5] HERA Collaboration, ABT, Iris, GORIŠEK, Andrej, KORPAR, Samo, KRIŽAN, Peter, PESTOTNIK, Rok, STANOVNIK, Aleš, STARIČ, Marko, ŠKRK, Damijan, ŽIVKO, Tomi, et al. Measurement of D[sup]0, D[sup]+, (D[sub]8)[sup]+ and Dsup production in fixed target 920 GeV proton-nucleus collisions. The European physical journal. C, ISSN 1434-6044, 2007, vol. 52, iss. 3, str. 531-542, doi: 10.1140/epjc/s10052-007-0427-z. [COBISS-SI-ID 21239591]
[6] STARIČ, Marko. HERA-B RICH : performance and physics impact. V: ENGELFRIED, Jürgen (ur.). Proceedings of the fifth International Workshop on Ring Imaging Detectors = Playa de Carmen, Yucatan Peninsula, Mexico, 30 November-05 December 2004, (Nuclear instruments and methods in physics research, ISSN 0168-9002, Vol. 553, Issues 1-2, 2005). Amsterdam: Elsevier, 2005, vol. 553, str. 210-214. [COBISS-SI-ID 19752743]
[7] STARIČ, Marko, KORPAR, Samo, MARGAN, Erik, ŠIFRAR, Marko, STANOVNIK, Aleš, BUDIHNA, Nataša, MILČINSKI, Metka, ŠKET, Boris. Apparatus for positron emission tomography. Radiology and oncology, ISSN 1318-2099, 1998, vol. 32, str. 289-296. [COBISS-SI-ID 13535527]
[8] STARIČ, Marko, KORBAR, Darko, STANOVNIK, Aleš. Tests of a mini positron emission tomograph based on multiwire proportional chambers. Physica medica, ISSN 1120-1797, 1993, vol. 9, str. 219-223. [COBISS-SI-ID 5853991]
[9] STARIČ, Marko, KORPAR, Samo, KORBAR, Darko, STANOVNIK, Aleš. A thin multiwire proportional chamber for imaging with UV light, X-rays and gamma rays. Nuclear instruments and methods in physics research. Section A, Accelerators, spectrometers, detectors and associated equipment, ISSN 0168-9002. [Print ed.], 1992, 323, str. 91-96. [COBISS-SI-ID 5655812]
[10] STARIČ, Marko. Analytical approach to the development of charge signals in multiwire proportional chambers. Nuclear instruments and methods in physics research. Section A, Accelerators, spectrometers, detectors and associated equipment, ISSN 0168-9002. [Print ed.], 1989, vol. 283, str. 744-751. [COBISS-SI-ID 14491175]