Elektronika v fiziki

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

Osnove analize vezij: osnovni elementi vezij, Kirchoffova zakona, linearna vezja, Ohmov zakon, vozliščna in zančna analiza vezij, enosmerne količine, izmenične količine, prenosne funkcije, vhodna in izhodna impedanca, moč.

Polprevodniški elementi in njihove lastnosti: dioda, bipolarni tranzistor, unipolarni tranzistor, tiristor, osnovne vezave in enostavna vezja s temi elementi; tranzistor kot stikalo, tranzistor kot ojačevalnik, diferenčni par, operacijski ojačevalnik.

Analogna elektronika: pasivna vezja (delilnik napetosti, RC, CR, nihajni krog), časovna in frekvenčna analiza, filtri; operacijski ojačevalnik in povratna zanka; komparator, linearna vezja z operacijskimi ojačevalniki (ojačenje, integriranje, odvajanje), nelinearna vezja z operacijskimi ojačevalniki (eksponent, logaritemski, detektor maksimalne višine, oscilator); povratna zanka pri nizkih ojačanjih in stabilnost.
Digitalna elektronika: signali in zapisi števil; logična vrata, tabele, Boolova algebra, poenostavljanje, seštevalnik, multipleksor, dekoder, prekoder. Flip-flop, števnik, register in pomični register, spomin, sinhroni avtomat, digitalni mikroprocesor, programabilno logično vezje.
A/D in D/A pretvorba: lastnosti pretvornikov, D/A pretvorniki (uteženo in R-2R uporovno vezje), A/D pretvorniki (paralelni, povratnozančni in dvonaklonski). Vzorčenje.

Napajanja: zahteve; priključitev na omrežje, zmanjšanje napetosti, glajenje in regulacija, varovala, stikalni napajalniki.

Modulirani signali: amplitudna, frekvenčna in fazna modulacija ter demodulacija, osnovna vezja
Šum: izvori in tipi šuma, termični šum upornika, kvantizacijski šum toka, opis šuma z ekvivalentnimi šumnimi izvori, šum pri ojačevalnikih, razmerje signal-šum in šumno število.

- Practical electronics for inventors (na spletu in knjižnici FMF) 

- Horrowitz & Hill: The Art Of Electronics (na spletu in knjižnici FMF) 

- D. Ponikvar: Zapiski za predavanja, Elektronika FMT (na spletu) 

- Bruce Carter: SLOA064A: A Differential Op-Amp Circuit Collection (na spletu) 

- D. Ponikvar: Predloge za vaje v praktikumu elektronike (na spletu) 

- D. Ponikvar: Predloge v PDF obliki: Lastnosti operacijskih ojačevalnikov in podatki proizvajalca, Odziv vezja drugega reda, Izmenično vzbujanje vezja, Regulacije, Modulirani signali, Šumi (vse na spletu) 

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

Znanje in razumevanje:

Poznavanje osnovnih gradnikov elektronskih vezij in njihovega delovanja ter povezovanja. Razumevanje postopkov analize sposobnost načrtovanja in optimizacije  preprostejših elektronskih vezij. Sposobnost branja elektronskih shem in prelitja shem v vezja. Raba osnovnih elektronskih instrumentov in računalniških pripomočkov.

Predavanja, vaje, praktikum, domače naloge.

2 kolokvija iz vaj ali pisni izpit
Ustni izpit; pogoj: opravljen praktikum in domače naloge
5 - 10, pri čemer velja, da je pozitivna ocena od 6 - 10

[1] PONIKVAR, Dušan. An FPGA- based nuclear pulse generator with a

prescribed amplitude distribution. Nuclear instruments and methods in

physics research, Section A, Accelerators, spectrometers, detectors and

associated equipment, 2018, vol. 877, str. 371-374.

[2] PONIKVAR, Dušan. A simple subnanosecond light pulser. IEEE trans.

nucl. sci., 2012, vol. 59, no. 6, str. 3218-3220.

[3] PONIKVAR, Dušan. The measurement of the magnetic field of a wire

using a personal computer. Eur. J. Phys, 2006, 27, str. 875-883.

[4] PONIKVAR, Dušan. Projects with STM32F407 microcontroller : teorija

in opis eksperimentov za predmet Uporaba mikroprocesorjev : magistrski

študijski program Fizika , 2. stopnja. Ljubljana: Fakulteta za

matematiko in fiziko, 2015.

[5] PONIKVAR, Dušan. Digitalna elektronika za fizike. Ljubljana:

Fakulteta za matematiko in fiziko], 2009.

[6] PONIKVAR, Dušan. A faster PWM-based DAC. EDN, Jan. 2016, str. 30-33.

[7] ČADEŽ, Andrej, PONIKVAR, Dušan, et al. What brakes the Crab pulsar?.

Astronomy & astrophysics, let. 587, march 2016, a99,

str. 1-11.

[8] GERMANÀ, Claudio, ČADEŽ, Andrej, PONIKVAR, Dušan, et al. Aqueye

optical observations of the Crab Nebula pulsar. Astronomy &

astrophysics, ISSN 0004-6361, 2012, letn. 548, part 1, a47, str. 1-7.