1 Yleistä mikroaalloista

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "1 Yleistä mikroaalloista"

Transkriptio

1 FYSA220/K3 (FYS222/K3) MIKROAALLOT Työssä tutustutaan mikroaaltojen käyttäytymiseen aaltoputkissa sekä mikroaaltokomponentteihin ja mikroaaltojen mittaamiseen. Työssä määritetään erilaisten kiinteiden vaimentimien sekä koaksiaalikaapelin vaimennus, VSWR ja putkessa kulkevan sähkömagneettisen aallon aallonpituus. Työhön liittyvää luettavaa: L. Solymar: Lectures on electromagnetic theory: 5.13 Waveguides, s , 5.14 Resonators, s W. Stephen et al: Microwaves made simple I.S. Grant and W.R. Phillips: 9. Transmission lines, s Tekniikan käsikirja osa 3: Siirtojohdot ja resonaattorit, s ja , Passiiviset mikroaaltokomponentit, s LRL 550B Microwave Training Kit (on työosastolla), Experiments 2, 3, 5 and 6. 1 Yleistä mikroaalloista Mikroaalloiksi kutsutaan sähkömagneettisia aaltoja, joiden taajuus on noin 300 MHz 300 GHz. Perinteisesti mikroaaltotekniikkaa on käytetty esim. tutkissa ja nykyisin yhä enenevässä määrin tiedonsiirrossa, koska ne läpäisevät ionosfäärin pienellä tehohäviöllä. Mikroaaltojen käyttö mahdollistaa myös suuren tiedonsiirtokapasiteetin. Mikroaaltojen lyhyt aallonpituus tuo mukanaan myös ongelmia, joita ei esiinny matalataajuusalueella (f<100 MHz). Matalataajuusalueen aallonpituus on paljon suurempi kuin sitä prosessoiva laite. Esimerkiksi aallonpituus 1 MHz:n signaalille on 300 m. Laitteen eri osat näkevät samanaikaisesti saman vaiheen tulevasta aallosta ja osien välillä on pieni signaalin vaihe-ero. Koska vaihe-ero on pieni, etenevän ja heijastuneen signaalin interferoidessa ei muodostu seisovaa aaltoa. Sen sijaan mikroaaltotaajuuksien aallonpituudet ovat samaa suuruusluokkaa kuin signaalia käsittelevät laitteet (10 GHz 3 cm), joten laitteen eri osat näkevät tietyllä hetkellä sähkömagneettisen aallon eri vaiheet ja vierekkäisten osien välinen vaihe-ero on merkittävä. Koska etenevä aalto voi heijastua

2 2 osittain takaisin huonosti sovitetusta kuormasta, piirissä havaittava aalto on etenevän ja heijastuneen aallon summa. Heijastuneen ja etenevän aallon vaihe-ero määrää syntyvän seisovan aallon rakenteen ja solmukohtien sijainnin. Mikroaaltopiirien suunnittelua hankaloittavat myös korkeataajuusvaikutukset, kuten säteilyhäviöt, eristehäviöt ja kapasitiivinen kytkentä. Tästä syystä mikroaaltopiireissä ei voida käyttää tavallisia johtimia, vastuksia, kondensaattoreita ja keloja. Mikroaaltopiirit ovat myös hyvin herkkiä johtimien muodoille ja pienille virheille (säröt, halkeamat, jne.). 2 Siirtolinjojen ja aaltoputkien teoriaa 2.1 Signaalin eteneminen häviöttömässä siirtolinjassa Jos siirtolinja on päätetty kuormalla, jonka impedanssi Z on yhtä suuri kuin linjan L ominaisimpedanssi Z 0 =, aallot absorboituvat kokonaan kuormaan ja C pääteimpedanssista ei heijastu takaisin sähkömagneettisia aaltoja. Jos kuitenkin kuorman impedanssi Z on erisuuruinen kuin linjan ominaisimpedanssi, siirtolinjan jännitteen ja virran välisten differentiaaliyhtälöiden ratkaisuihin täytyy sisällyttää heijastuva aalto siten, että Ohmin laki V = ZI toteutuu. Linjan jännite voidaan kirjoittaa tulevan ja heijastuvan aallon jännitteiden summana V ( x, t) = V 0 i( ωt kx) i( ωt + kx) [ e + Ke ], (1) missä K on heijastuskerroin. Virralle voidaan kirjoittaa vastaavasti V0 I( x, t) = Z0 i( ωt kx) i( ωt + kx) [ e Ke ]. (2) Siirtolinjan loppupäässä jännitteen ja virran suhteen on vastattava linjan pääteimpedanssia Z V ( x = 0) I( x = 0) = Z 1+ K = Z0. (3) 1 K

3 3 Näin ollen heijastuskertoimeksi saadaan Z Z0 K =. (4) Z + Z0 Jos siirtolinjan pääteimpedanssi on sovitettu hyvin (Z = Z 0, K = 0), siirtolinjassa havaitaan ainoastaan etenevä sähkömagneettinen aalto. Kun piiri oikosuljetaan tai katkaistaan, sähkömagneettinen aalto heijastuu kokonaan takaisin ja siirtolinjaan syntyy seisova aaltoliike. Jos heijastuminen siirtolinjan päästä on osittaista 0 < K < 1, interferoi etenevä aalto heijastuneen aallon kanssa. Tällöin jännitteen amplitudin minimit ovat puolen aallonpituuden päässä toisistaan (Kuva 1). Maksimien ja minimien paikat ovat heijastuneen ja etenevän aallon vaihe-eron funktioita. Jännitteen amplitudin maksimi on V 0 (1 + K ) ja minimi V 0 (1 K ). Näiden suhdetta kutsutaan jännitteen seisovan aallon suhteeksi (Voltage Standing Wave Ratio) VSWR 1+ = 1 K K. (5) Kuva 1. Jännitteen amplitudi paikan funktiona huonosti sovitetussa piirissä. 2.2 Aaltoputket Aaltoputkia käytetään mikroaaltojen siirtolinjana. Aaltoputket ovat yleensä metallisia putkia, joiden poikkileikkaus on suorakulmio, ympyrä tai ellipsi. Yleisimmin käytettyjä

4 4 ovat suorakulmaiset aaltoputket. Yleensä siirtolinjoja analysoidaan jännitteiden, virtojen ja impedanssien avulla. Koska jännite on suoraan verrannollinen sähkökenttään ja virrat liittyvät läheisesti magneettikenttään, voidaan siirtolinjaa analysoida myös kenttien avulla. Toisin sanoen siirtolinja ohjaa sähkömagneettista aaltoa. Sähkömagneettisten aaltojen eteneminen voidaan jakaa kolmeen eri ryhmään sen mukaan, miten sähkö- ja magneettikentät ovat orientoituneet aallon pääasialliseen etenemissuuntaan nähden. Jos aallon etenemissuunta, sähkö- ja magneettikenttä ovat toisiaan vastaan kohtisuorassa, sanotaan aallon etenevän TEM-moodissa (Transverse Electric and Magnetic wave). TEM-moodi on tärkein aallon etenemismoodi kaikissa matalataajuuslinjoissa. Aaltoputkissa TEM-moodit eivät ole sallittuja. Toinen ja kolmas etenemismoodi muodostuvat kun sähkömagneettinen aalto saapuu aaltoputkeen tietyssä kulmassa ja alkaa edetä aaltoputkessa sik-sak rataa (kuva 2). Jos sähkökenttä on kohtisuorassa pääasiallista etenemissuuntaa vastaan, aaltoputkessa etenee TE-moodi. Jos taas magneettikenttä on kohtisuorassa pääasiallista etenemissuuntaa vastaan, on kyseessä TMmoodi. Kuva 2. Sähkömagneettisen aalto (TM-moodi) etenee sik-sak rataa suorakulmaisessa aaltoputkessa. Aaltoputken fyysinen koko kiinnittää käytettävän taajuusalueen sekä linjan tehonkäsittelykyvyn ja impedanssin. Kuvassa 3 on suorakulmaisen aaltoputken poikkileikkaus. Aaltoputken TE mn -moodin katkaisutaajuudelle voidaan johtaa lauseke [Grant&Phillips] 2 2 m n ν mn = c +. (6) 2a 2b

5 5 Katkaisutaajuutta pienemmät taajuudet eivät voi edetä kyseisessä moodissa. Katkaisutaajuutta ν mn vastaa kyseisessä moodissa suurin sallittu aallonpituus λ mn. Kuva 3. Suorakulmaisen aaltoputken poikkileikkaus. Yhtälöstä (6) nähdään, että kuvan 3 aaltoputken alin katkaisutaajuus on c ν c =ν 10 = (7) 2a λ c = λ 10 = 2a. Ilmatäytteisessä aaltoputkessa sähkömagneettinen aalto etenee sik-sak rataa lähes valon nopeudella c, mutta putken suunnassa aalto etenee hitaammin ryhmänopeudella kg vg = c, (8) k missä k = cosθ. g Aaltoputkessa etenevälle sähkömagneettiselle aallolle voidaan johtaa ryhmänopeutta v g vastaava putken suuntainen aallonpituus λ λ g =, (9) 2 λ 1 λc missä λ on vapaan aallon aallonpituus ilmassa. 3 Mikroaaltokomponentit Mikroaaltoja voidaan tuottaa onteloresonaattoreilla (putkia) tai kiinteän olomuodon

6 6 laitteilla. Kiinteän olomuodon mikroaaltogeneraattoreilla on useita etuja putkiin nähden, kuten pieni koko, matala toimintajännite ja pitkä ikä. Niillä ei kuitenkaan päästä niin korkeisiin mikroaaltotehoihin kuin putkilaitteilla. Tässä työssä mikroaaltoja tuotetaan kiinteän olomuodon mikroaaltogeneraattorilla. Sekä putkien (klystron, magnetroni, ) että kiinteän olomuodon mikroaaltogeneraattorien toiminnan perusperiaate on yleensä sama. Elektronit kiihdytetään sähkökentän avulla aktiivisen komponentin (onteloresinaattori, puolijohdekomponentti tai vastaava) läpi, joka saadaan sopivalla geometrian ja virtapiirin mitoituksella resonoimaan halutulla resonanssitaajuudella. Resonoivassa komponentissa elektronit kiihtyvät ja hidastuvat (pulssittuvat) luovuttaen samalla energiaa sähkömagneettiselle kentälle. Tyypillisesti pulssitusta ohjataan ja voimistetaan ulkoisella vaihtovirtapiirillä. 3.1 Kiinteän olomuodon mikroaaltogeneraattorit Kiinteän olomuodon mikroaaltogeneraattoreissa on aktiivisena komponenttina jokin puolijohdemateriaali. Tässä työssä käytetään Gunn-diodia, jossa aktiivisena komponenttina on tyypillisesti jokin n-tyypin puolijohde, kuten GaAs tai InP. Gunndiodien toiminta-alue ulottuu aina 100 GHz:iin asti. Yhdistepuolijohteen GaAg johtavuusvyössä on kaksi laaksoa, joista alemman energiaaukko on suora 1.43 ev ja elektronin efektiivinen massa on pieni m * = 0.068m e, kun taas ylemmän energia-aukko on epäsuora 1.79 ev ja elektronin efektiivinen massa on suuri m * = 1.21m e. Efektiivinen massa on kullekin johtavuusvyölle ominainen elektronien liikkuvuutta kuvaava kitkaparametri. Alempaan vyöhön on helpompi virittää elektroneja valenssivyöstä kuin ylempään ja elektronien liikkuvuus on pienen efektiivisen massan vuoksi suurempi alemmassa vyössä (µ 8000 cm 2 /Vs) kuin ylemmässä (µ 180 cm 2 /Vs). Virrantiheys J = qµne on suoraan verrannollinen liikkuvuuteen µ, johtavuusvyön elektronien lukumäärään n ja kenttävoimakkuuteen E. Pienillä kenttävoimakkuuksilla lähes kaikki johtavuuselektronit ovat alemmassa vyössä ja yhdistepuolijohde toimii lineaarisena vastuksena. Kenttävoimakkuuden kasvaessa elektronit virittyvät myös ylempään johtavuusvyöhön, jolloin elektronien keskimääräinen liikkuvuus pienenee.

7 7 Kynnyskentänvoimakkuuden E T jälkeen on negatiivisen resistanssin alue, jossa virrantiheys pienenee kentänvoimakkuuden (jännitteen) kasvaessa. Kuva 4. Kaaviokuva GaAs:n energiavöistä (vasemmalla) ja virrantiheys sähkökentän kenttävoimakkuuden funktiona. Yksinkertaisimmillaan Gunn-diodi koostuu pelkästään palasesta puolijohdetta, joka on kytketty jännitelähteeseen. Gunn-diodin toiminta perustuu negatiivisen resistanssin alueeseen, joka aiheuttaa aineeseen eksponentiaalisesti kasvavan varausalueen. Jos elektronitiheydessä on häiriö (suuri elektronitiheys ylemmässä vyössä) ja kenttävoimakkuus ylittää kynnyskentänvoimakkuuden E T, kasautuvat häiriöalueen takaa tulevat elektronit ylempään johtavuusvyöhön, jossa liikkuvuus on pienempi, mutta häiriön edessä olevien elektronien liikkuvuus on edelleen suuri. Puolijohteeseen syntyy muuta elektronivirtaa hitaammin liikkuva dipolialue, joka kasvaa edetessään. Häiriökohdan saapuessa anodille havaitaan ulkoisessa piirissä virtapulssi. Samalla uusi dipolialue pääsee lähtemään katodilta.

8 8 Kuva 5. Kaaviokuva Gunn-diodista ja dipolialueen varausjakaumasta (vasemmalla) sekä sähkökentän kenttävoimakkuudesta dipolialueen edetessä yhdistepuolijohteessa. Puolijohteen läpi kulkevien elektronipulssien taajuus riippuu puolijohdekomponentin paksuudesta L, joka on suuruusluokkaa 10 µm. Elektronien kulkeutumisnopeus puolijohteessa on noin 10 5 m/s, jolloin ne läpäisevät puolijohdekomponentin 0.1 nanosekunnissa. Elektronipulssien taajuus on silloin noin 10 GHz, mikä on myös syntyvän säteilykentän taajuus. Gunn-diodin tuottaman mikroaallon taajuutta voidaan säätää muuttamalla puolijohdekomponentin paksuutta. 3.2 Mikroaaltoilmaisimet Korkean taajuuden vuoksi mikroaaltoja ei voida suoraan mitata tavallisilla jännite- ja virtamittareilla. Mikroaaltoja mitataan käyttäen joko termistoria tai kideilmaisinta. Termistorin (thermal resistor) vastus on lämpötilan funktio. Mikroaaltojen vaikutuksesta termistori lämpenee ja sen vastus muuttuu. Tavallisesti termistori on vastussillan yhtenä osana, jolloin mikroaallot epätasapainottavat sillan ja mikroaaltoteho voidaan laskea. Termistorin avulla mikroaaltoteho saadaan määritettyä tarkasti ja se on riippumaton signaalin taajuudesta. Huonona puolena on se, että termistori reagoi hitaasti signaalin tehon muutoksiin. Kideilmaisin muuttaa vaihtojännitteen tasavirraksi, joka voidaan mitata. Kideilmaisimet ovat ulostuloltaan eri tyyppisiä. Työssä käytettävän kideilmaisimen ulostulo on suoraan verrannollinen jännitteen neliöön 2 I = kv, (10) missä I on virtamittarin lukema, k vakio ja V mitattava jännite. Kideilmaisinta voidaan käyttää myös mikroaaltotehon mittaamiseen. Kideilmaisin reagoi nopeammin tehon muutoksiin kuin termistori, mutta se on epälineaarinen ja riippuu signaalin taajuudesta.

9 9 Aaltoputkessa etenevän mikroaallon VSWR voidaan määrittää kideilmaisimen ja rakolinjan avulla. Suorakulmaisessa aaltoputkessa rako sijoitetaan keskelle leveämpää sivua ja se tehdään mahdollisimman kapeaksi. Tällä pyritään minimoimaan mikroaallon vuoto aaltoputkesta. Rakolinjan päälle asetetaan vaunu, jota voidaan siirtää pitkin aaltoputkea. Vaunuun liitetään tavallisesti kideilmaisin, jolloin saadaan mitattua aaltoputkessa etenevän sähkömagneettisen aallon aallonpituus λ g ja VSWR. Työssä käytettävä puolijohdeilmaisin muuttaa RF-jännitteen tasavirraksi siten, että ulostulovirta on verrannollinen mitattavan kentän neliöön. Näin ollen emax VSWR = emin imax imin =. (11) 3.3 Vaimentimet Kaikissa komponenteissa tapahtuu tehohäviöitä. Tahattomia tehohäviöitä kutsutaan liitehäviöiksi (insertion loss). Tahallisia tehohäviöitä kutsutaan tehon vaimentamiseksi (attenuation). Vaimentimia on kahta tyyppiä, kiinteitä ja säädettäviä. Tehon vaimennus tapahtuu molemmissa tyypeissä samalla tavalla. Aaltoputkeen sijoitetaan resistiivistä materiaalia, jolloin sähkökentän siihen indusoima virta aiheuttaa ohmisen tehohäviön. Resistiivinen materiaali saa aaltoputkessa aikaan ei-toivotun signaalin heijastuksen, joka pyritään saamaan mahdollisimman pieneksi vaimenninta suunniteltaessa. Säädettävissä vaimentimissa resistiivisen materiaalin paikkaa ja/tai määrää aaltoputkessa voidaan muuttaa. Tämä vaikuttaa suoraan sähkökentän ja eristemateriaalin väliseen vuorovaikutukseen ja edelleen sähkömagneettisen kentän vaimennuksen suuruuteen. Vaimennus ilmoitetaan sisäänmenotehon P in ja ulostulotehon P out suhteena. Yleensä tämä suhde ilmoitetaan desibeleinä P in db = 10 lg. (12) Pout

10 10 4 Mittaukset HUOMAUTUKSIA: Älä kytke lähetintä päälle mikroaaltoputken ollessa avoinna (ilman päätelevyä). Sammuta laitteisto ennen kuin vaihdat kytkentää. Tee kytkennät huolellisesti ja mittaa rauhallisesti. Kiinnitä huomioita erityisesti koaksiaalikaapelien asentoon. 4.1 Kalibraatiokuvaajan mittaaminen Kalibrointikuvaajan mittaamisessa käytetään kuvan 6 mukaista kytkentää. Termistori kytketään POWER-sisäänmenoon. Kuva 6. Kalibraatiokuvaajan mittaaminen. Mittaukset etenevät vaiheittain seuraavasti. Säädä ensimmäisen vaimentimen vaimennus maksimiin (24 db) ja toisen vaimentimen vaimennus minimiin. Aseta jännitelähteen RF-ja POWER-kytkimet ON-asentoon sekä Meter-kytkin

11 11 POWER-asentoon. Nollaa mikroampeerimittari POWER BALANCE säätimellä. Ensimmäinen vaimennin pidetään edelleen maksimissa, jolloin termistorin mittaama virta on nolla. Mikroaallot lämmittävät termistoria, jolloin sen vastus (ja virta) muuttuu. Säädä nollauksen jälkeen ensimmäinen vaimennin asentoon, jossa mikroampeerimittarin lukema on 100. Mittaa kalibraatiokuvaaja jälkimmäisen vaimentimen asennon funktiona db -asteikon puolikkaan välein. Tarkista lopuksi nollakohdan säilyminen. 4.2 Kiinteät vaimentimet ja koaksiaalikaapeli Kalibroinnin jälkeen mitataan kahden kiinteän vaimentimen (513 A ja 513 B) ja koaksiaalikaapelin vaimennus. Mittauspaikalla on kaksi kaapelia (tyyppi RG-213/U), joiden pituusero on noin metri. Kuitenkin impedanssin ja kapasitanssin erot ovat niin pieniä, ettei niillä ole merkitystä käytettävän laitteiston tarkkuuden rajoissa. Vaihda kuvan 6 kytkennän toisen säädettävän vaimentimen paikalle kiinteä vaimennin. Määritä mikroampeerimittarin ja kalibraatiokuvaajan avulla molempien kiinteiden vaimentimien vaimennus desibeleinä. Muista sammuttaa laitteisto ennen kuin vaihdat kytkentää. Oskillaattorin antama ulostuloteho on 6 mw. Laske paljonko teho on kunkin vaimentimen jälkeen. Mittaa koaksiaalikaapelien pituudet ja niiden vaimennus mikroampeerimittarin ja kalibraatiokuvaajan avulla. Laske tämän jälkeen kaapelin vaimennus metriä kohti. Paksun RG 213:n vaimennus on työssä käytettävällä taajuudella noin 1.2 db/m. Aaltoputkelle vaimennus on noin 0.15 db/m. Kaapelien asennon vaikutusta virtaan kannattaa tutkia. Odota ennen lukemien ottamista, että virta saturoituu. Mittaa koaksiaalikaapelin vaimennus pituusyksikköä kohti vielä käyttäen hyväksi kalibraatiokäyrän jyrkempää osaa, jolloin laitteiston herkkyys on suurimmillaan. Aseta ensin lyhyempää kaapelia käyttäen termistorin virta suureksi ( µa) ja merkitse lukema muistiin. Mittaa sitten virran arvo pidemmälle kaapelille asetuksia muuttamatta. Määritä tulosten avulla kaapelin vaimennus metriä kohti.

12 12 VSWR:n ja aallonpituuden määritys Mittauksessa käytetään kuvan 7 mukaista kytkentää. Rakolinjailmaisin kytketään VSWR:n sisäänmenoon. Säädä ensimmäisen vaimentimen vaimennus minimiin ja toisen vaimentimen vaimennus maksimiin. Aseta jännitelähteen RF- ja POWER-kytkin ON-asentoon sekä METERkytkin VSWR-asentoon. Etsi rakolinjan avulla virran maksimi- ja minimiarvot. Säädä toisen vaimentimen vaimennus minimiin ja mittaa eo. arvot uudelleen. Mittaa tämän jälkeen kahden minimin välinen etäisyys d, sekä aaltoputken dimensiot a ja b. Määritä tuloksien avulla oskillaattorin taajuus. Laske VSWR ja heijastuskerroin ilman vaimennuksia ja kun jälkimmäisen vaimentimen vaimennus on maksimissa. Määritä pienin mikroaaltotaajuus, joka voi edetä työssä käytetyssä aaltoputkessa. Laske muutamien eri moodien katkaisutaajuuksia. Mitkä sähkömagneettisen aallon moodit etenevät putkessa? Kuva 7. VSWR:n ja aallonpituuden määrityksessä käytettävä kytkentä

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT Työn tavoitteita o Havainnollistaa vaihtovirtapiirien toimintaa o Syventää ymmärtämystä aiheeseen liittyvästä fysiikasta 1 Johdanto Tasavirta oli 1900 luvun alussa kilpaileva

Lisätiedot

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT Työn tavoitteet o Havainnollistaa vaihtovirtapiirien toimintaa o Syventää ymmärtämystä aiheeseen liittyvästä fysiikasta 1 Johdanto Tasavirta oli 1900 luvun alussa kilpaileva

Lisätiedot

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3 51384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 3 1. Tutkitaan mikroliuskajohtoa, jonka substraattina on kvartsi (ε r 3,8) ja jonka paksuus (h) on,15 mm. a) Mikä on liuskan leveyden w oltava, jotta ominaisimpedanssi

Lisätiedot

l s, c p T = l v = l l s c p. Z L + Z 0

l s, c p T = l v = l l s c p. Z L + Z 0 1.1 i k l s, c p Tasajännite kytketään hetkellä t 0 johtoon, jonka pituus on l ja jonka kapasitanssi ja induktanssi pituusyksikköä kohti ovat c p ja l s. Mieti, kuinka virta i käyttäytyy ajan t funktiona

Lisätiedot

HARJOITUS 7 SEISOVAT AALLOT TAVOITE

HARJOITUS 7 SEISOVAT AALLOT TAVOITE SEISOVAT AALLOT TAVOITE Tässä harjoituksessa opit käyttämään rakolinjaa. Toteat myös seisovan aallon kuvion kolmella eri kuormalla: oikosuljetulla, sovittamattomalla ja sovitetulla kuormalla. Tämän lisäksi

Lisätiedot

Radiotekniikan perusteet BL50A0301

Radiotekniikan perusteet BL50A0301 Radiotekniikan perusteet BL50A0301 1. Luento Kurssin sisältö ja tavoitteet, sähkömagneettinen aalto Opetusjärjestelyt Luentoja 12h, laskuharjoituksia 12h, 1. periodi Luennot Juhamatti Korhonen Harjoitukset

Lisätiedot

MIKROAALTOMITTAUKSET 1

MIKROAALTOMITTAUKSET 1 MIKROAALTOMITTAUKSET 1 1. TYÖN TARKOITUS Tässä harjoituksessa tutkit virran ja jännitteen käyttäytymistä gunn-oskillaattorissa. Piirrät jännitteen ja virran avulla gunn-oskillaattorin toimintakäyrän. 2.

Lisätiedot

Kaksi yleismittaria, tehomittari, mittausalusta 5, muistiinpanot ja oppikirjat. P = U x I

Kaksi yleismittaria, tehomittari, mittausalusta 5, muistiinpanot ja oppikirjat. P = U x I Pynnönen 1/3 SÄHKÖTEKNIIKKA Kurssi: Harjoitustyö : Tehon mittaaminen Pvm : Opiskelija: Tark. Arvio: Tavoite: Välineet: Harjoitustyön tehtyäsi osaat mitata ja arvioida vastukseen jäävän tehohäviön sähköisessä

Lisätiedot

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan VAIHTOVIRTAPIIRI 1 Johdanto Vaihtovirtapiirien käsittely perustuu kolmen peruskomponentin, vastuksen (resistanssi R), kelan (induktanssi L) ja kondensaattorin (kapasitanssi C) toimintaan. Tarkastellaan

Lisätiedot

23 VALON POLARISAATIO 23.1 Johdanto. 23.2 Valon polarisointi ja polarisaation havaitseminen

23 VALON POLARISAATIO 23.1 Johdanto. 23.2 Valon polarisointi ja polarisaation havaitseminen 3 VALON POLARISAATIO 3.1 Johdanto Mawellin htälöiden avulla voidaan johtaa aaltohtälö sähkömagneettisen säteiln etenemiselle väliaineessa. Mawellin htälöiden ratkaisusta seuraa aina, että valo on poikittaista

Lisätiedot

HALLIN ILMIÖ 1. TUTKITTAVAN ILMIÖN TEORIAA

HALLIN ILMIÖ 1. TUTKITTAVAN ILMIÖN TEORIAA 1 ALLIN ILMIÖ MOTIVOINTI allin ilmiötyössä tarkastellaan johteen varauksenkuljettajiin liittyviä suureita Työssä nähdään kuinka all-kiteeseen generoituu all-jännite allin ilmiön tutkimiseen soveltuvalla

Lisätiedot

SATE2010 Dynaaminen kenttäteoria syksy /6 Laskuharjoitus 6 / Siirtojohdot ja transientit häviöttömissä siirtojohdoissa

SATE2010 Dynaaminen kenttäteoria syksy /6 Laskuharjoitus 6 / Siirtojohdot ja transientit häviöttömissä siirtojohdoissa ATE2010 Dynaaminen kenttäteoria syksy 2011 1 /6 Tehtävä 1. 0,67 m pitkä häviötön siirtojohdon (50 Ω) päässä on kuorma Z L = (100 - j50) Ω. iirtojohtoa syötetään eneraattorilla (e (t) = 10sin(ωt + 30º)

Lisätiedot

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET FYSP105 / K3 R-SODATTIMET Työn tavoitteita tutustua R-suodattimien toimintaan oppia mitoittamaan tutkittava kytkentä laiterajoitusten mukaisesti kerrata oskilloskoopin käyttöä vaihtosähkömittauksissa Työssä

Lisätiedot

Johdatus vaihtosähköön, sinimuotoiset suureet. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Johdatus vaihtosähköön, sinimuotoiset suureet. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen DEE-11000 Piirianalyysi Johdatus vaihtosähköön, sinimuotoiset suureet 1 Vaihtovirta vs tasavirta Sähkömagneettinen induktio tuottaa kaikissa pyörivissä generaattoreissa vaihtojännitettä. Vaihtosähköä on

Lisätiedot

Antennit ja syöttöjohdot

Antennit ja syöttöjohdot Antennit ja syöttöjohdot http://ham.zmailer.org/rolletiini/rolletiini_4_2004.pdf Siirtojohdot OH3TR:n radioamatöörikurssi Tiiti Kellomäki, OH3HNY Aallonpituus Siirtojohdot, SWR eli SAS http://ham.zmailer.org/rolletiini/rolletiini_4_2004.pdf

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2015

Radioamatöörikurssi 2015 Radioamatöörikurssi 2015 Polyteknikkojen Radiokerho Radiotekniikka 5.11.2015 Tatu Peltola, OH2EAT 1 / 25 Vahvistimet Vahvistin ottaa signaalin sisään ja antaa sen ulos suurempitehoisena Tehovahvistus,

Lisätiedot

LOPPURAPORTTI 19.11.2007. Lämpötilahälytin. 0278116 Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

LOPPURAPORTTI 19.11.2007. Lämpötilahälytin. 0278116 Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi LOPPURAPORTTI 19.11.2007 Lämpötilahälytin 0278116 Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi KÄYTETYT MERKINNÄT JA LYHENTEET... 3 JOHDANTO... 4 1. ESISELOSTUS... 5 1.1 Diodi anturina... 5 1.2 Lämpötilan ilmaisu...

Lisätiedot

Häiriöt kaukokentässä

Häiriöt kaukokentässä Häiriöt kaukokentässä eli kun ollaan kaukana antennista Tavoitteet Tuntee keskeiset periaatteet radioteitse tapahtuvan häiriön kytkeytymiseen ja suojaukseen Tunnistaa kauko- ja lähikentän sähkömagneettisessa

Lisätiedot

d) Jos edellä oleva pari vie 10 V:n signaalia 12 bitin siirtojärjestelmässä, niin aiheutuuko edellä olevissa tapauksissa virheitä?

d) Jos edellä oleva pari vie 10 V:n signaalia 12 bitin siirtojärjestelmässä, niin aiheutuuko edellä olevissa tapauksissa virheitä? -08.300 Elektroniikan häiriökysymykset Kevät 006 askari 3. Kierrettyyn pariin kytkeytyvä häiriöjännite uojaamaton yksivaihejohdin, virta I, kulkee yhdensuuntaisesti etäisyydellä r instrumentointikaapelin

Lisätiedot

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta. TYÖ 11. Operaatiovahvistin Operaatiovahvistin on mikropiiri ( koostuu useista transistoreista, vastuksista ja kondensaattoreista juotettuna pienelle piipalaselle ), jota voidaan käyttää useisiin eri kytkentöihin.

Lisätiedot

EMC Säteilevä häiriö

EMC Säteilevä häiriö EMC Säteilevä häiriö Kaksi päätyyppiä: Eromuotoinen johdinsilmukka (yleensä piirilevyllä) silmulla toimii antennina => säteilevä magneettikenttä Yhteismuotoinen ei-toivottuja jännitehäviöitä kytkennässä

Lisätiedot

SATE2010 Dynaaminen kenttäteoria syksy /8 Laskuharjoitus 7 / Smithin-kartan käyttö siirtojohtojen sovituksessa

SATE2010 Dynaaminen kenttäteoria syksy /8 Laskuharjoitus 7 / Smithin-kartan käyttö siirtojohtojen sovituksessa SATE2010 Dynaaminen kenttäteoria syksy 2010 1 /8 Tehtävä 1. Häviötön linja (70 Ω), joka toimii taajuudella 280 MHz, on päätetty kuormaan Z = 60,3 /30,7 Ω. Käytä Smithin karttaa määrittäessäsi, kuinka suuri

Lisätiedot

1 db Compression point

1 db Compression point Spektrianalysaattori mittaukset 1. Työn tarkoitus Työssä tutustutaan vahvistimen ja mixerin perusmittauksiin ja spektrianalysaattorin toimintaan. 2. Teoriaa RF- vahvistimen ominaisuudet ja käyttäytyminen

Lisätiedot

YLEISMITTAREIDEN KÄYTTÄMINEN

YLEISMITTAREIDEN KÄYTTÄMINEN FYSP104 / K1 YLEISMITTAREIDEN KÄYTTÄMINEN Työn tavoitteita Oppia yleismittareiden oikea ja rutiininomainen käyttö. Soveltaa Ohmin lakia mittaustilanteissa Sähköisiin ilmiöihin liittyvissä laboratoriotöissä

Lisätiedot

Suuntaavuus ja vahvistus Aukkoantennien tapauksessa suuntaavuus saadaan m uotoon (luku 7.3.1 ) E a 2 ds

Suuntaavuus ja vahvistus Aukkoantennien tapauksessa suuntaavuus saadaan m uotoon (luku 7.3.1 ) E a 2 ds Suuntaavuus ja vahvistus Aukkoantennien tapauksessa suuntaavuus saadaan m uotoon (luku 7.3.1 ) Täm ä olettaa, että D = 4π λ 2 S a E a ds 2. (2 40 ) S a E a 2 ds Pääkeila aukon tasoa koh tisuoraan suuntaan

Lisätiedot

1. a) Piiri sisältää vain resistiivisiä komponentteja, joten jännitteenjaon tulos on riippumaton taajuudesta.

1. a) Piiri sisältää vain resistiivisiä komponentteja, joten jännitteenjaon tulos on riippumaton taajuudesta. Fysiikan mittausmenetelmät I syksy 2013 Malliratkaisut 3 1. a) Piiri sisältää vain resistiivisiä komponentteja, joten jännitteenjaon tulos on riippumaton taajuudesta. b) Ulostulo- ja sisäänmenojännitteiden

Lisätiedot

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Syksy 2009 Jukka Maalampi LUENTO 12 Aallot kahdessa ja kolmessa ulottuvuudessa Toistaiseksi on tarkasteltu aaltoja, jotka etenevät yhteen suuntaan. Yleisempiä tapauksia ovat

Lisätiedot

ELEKTRONIN LIIKE MAGNEETTIKENTÄSSÄ

ELEKTRONIN LIIKE MAGNEETTIKENTÄSSÄ FYSP105 /1 ELEKTRONIN LIIKE MAGNEETTIKENTÄSSÄ 1 Johdanto Työssä tutkitaan elektronin liikettä homogeenisessa magneettikentässä ja määritetään elektronin ominaisvaraus e/m. Tulosten analyysissa tulee kiinnittää

Lisätiedot

V astaano ttav aa antennia m allinnetaan k u v an 2-1 8 m u k aisella piirillä, jo ssa o n jänniteläh d e V sarjassa

V astaano ttav aa antennia m allinnetaan k u v an 2-1 8 m u k aisella piirillä, jo ssa o n jänniteläh d e V sarjassa Antennit osana viestintäjärjestelm ää Antennien pääk äy ttö tark o itu s o n to im inta v iestintäjärjestelm issä. V astaano ttav aa antennia m allinnetaan k u v an 2-1 8 m u k aisella piirillä, jo ssa

Lisätiedot

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK 30.10.2014 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt:

Lisätiedot

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA SMG-: SÄHKÖTEKNIIKKA Passiiviset piirikomponentit vastus kondensaattori käämi Tarkoitus on yrittää ymmärtää passiivisten piirikomponenttien toiminnan taustalle olevat luonnonilmiöt. isäksi johdetaan näiden

Lisätiedot

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014 Mittalaitetekniikka NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014 1 1. VAIHTOSÄHKÖ, PERUSKÄSITTEITÄ AC = Alternating current Jatkossa puhutaan vaihtojännitteestä. Yhtä hyvin voitaisiin tarkastella

Lisätiedot

Magneettinen energia

Magneettinen energia Luku 11 Magneettinen energia 11.1 Kelojen varastoima energia Sähköstatiikan yhteydessä havaittiin, että kondensaattori kykenee varastoimaan sähköstaattista energiaa. astaavalla tavalla kela, jossa kulkee

Lisätiedot

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I SMG-00: PIIIANAYYSI I Passiiviset piirikomponentit vastus kondensaattori käämi Kirja: luku. (vastus), luku 6. (käämi), luku 6. (kondensaattori) uentomoniste: luvut 3., 3. ja 3.3 VASTUS ja ESISTANSSI (Ohm,

Lisätiedot

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET DEE-0: SÄHKÖTEKNIIKAN PEUSTEET Passiiviset piirikomponentit vastus kondensaattori käämi Tarkoitus on yrittää ymmärtää passiivisten piirikomponenttien toiminnan taustalle olevat luonnonilmiöt. isäksi johdetaan

Lisätiedot

Luento 8. Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli. Sähkönjohtavuus Druden malli

Luento 8. Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli. Sähkönjohtavuus Druden malli Luento 8 Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli Sähkönjohtavuus Druden malli Klassiset C V -mallit Termodynamiikka kun Ei ennustetta arvosta! Klassinen

Lisätiedot

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!!

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! 1. Vastaa, ovatko seuraavat väittämät oikein vai väärin. Perustelua ei tarvitse kirjoittaa. a) Atomi ei voi lähettää

Lisätiedot

Scanned by CamScanner

Scanned by CamScanner Scanned by CamScanner ELEC-C414 Kenttäteoria ESIMERKKIRATKAISUT 2. välikoe: 13.12.216 4. (a) Ominaisimpedanssi (merkitään Z ) on siirtojohdon ominaisuus. Se on siis eri asia kuin tasoaaltojen yhteydessä

Lisätiedot

Työ 31A VAIHTOVIRTAPIIRI. Pari 1. Jonas Alam Antti Tenhiälä

Työ 31A VAIHTOVIRTAPIIRI. Pari 1. Jonas Alam Antti Tenhiälä Työ 3A VAIHTOVIRTAPIIRI Pari Jonas Alam Antti Tenhiälä Selostuksen laati: Jonas Alam Mittaukset tehty: 0.3.000 Selostus jätetty: 7.3.000 . Johdanto Tasavirtapiirissä sähkövirta ja jännite käyttäytyvät

Lisätiedot

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Luku 11 Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Tässä luvussa käsitellään sähkömagneettisten aaltojen heijastumista ja taittumista väliaineiden rajapinnalla. Rajoitutaan monokromaattisiin aaltoihin ja oletetaan

Lisätiedot

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit jännitelähde virtalähde Kirchhoffin virtalaki Kirchhoffin jännitelaki Käydään läpi Kirchhoffin lait,

Lisätiedot

TTY FYS-1010 Fysiikan työt I AA 1.2 Sähkömittauksia Ilari Leinonen, TuTa, 1. vsk Markus Parviainen, TuTa, 1. vsk.

TTY FYS-1010 Fysiikan työt I AA 1.2 Sähkömittauksia Ilari Leinonen, TuTa, 1. vsk Markus Parviainen, TuTa, 1. vsk. TTY FYS-1010 Fysiikan työt I 14.3.2016 AA 1.2 Sähkömittauksia 253342 Ilari Leinonen, TuTa, 1. vsk. 246198 Markus Parviainen, TuTa, 1. vsk. Sisältö 1 Johdanto 1 2 Työn taustalla oleva teoria 1 2.1 Oikeajännite-

Lisätiedot

Esimerkki 1a. Stubisovituksen (= siirtokaapelisovitus) laskeminen Smithin kartan avulla

Esimerkki 1a. Stubisovituksen (= siirtokaapelisovitus) laskeminen Smithin kartan avulla Esimerkkejä Smithin kartan soveltamisesta Materiaali liittyy OH3AB:llä keväällä 2007 käytyihin tekniikkamietintöihin. 1.5.2007 oh3htu Esimerkit on tehty käyttäen Smith v 1.91 demo-ohjelmaa. http://www.janson-soft.de/seminare/dh7uaf/smith_v191.zip

Lisätiedot

AALTO-OPAS H-BEND VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Juhana Kankainen j82081 Teemu Lahti l82636 Henrik Tarkkanen l84319

AALTO-OPAS H-BEND VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Juhana Kankainen j82081 Teemu Lahti l82636 Henrik Tarkkanen l84319 VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA Juhana Kanainen j8081 Teemu Lahti l8636 Henri Taranen l84319 SATE010 Dynaaminen enttäteoria AALTO-OPAS H-BEND Sivumäärä: 1 Jätetty tarastettavasi:

Lisätiedot

Kun järjestelmää kuvataan operaattorilla T, sisäänmenoa muuttujalla u ja ulostuloa muuttujalla y, voidaan kirjoittaa. y T u.

Kun järjestelmää kuvataan operaattorilla T, sisäänmenoa muuttujalla u ja ulostuloa muuttujalla y, voidaan kirjoittaa. y T u. DEE-00 Lineaariset järjestelmät Harjoitus, ratkaisuehdotukset Järjestelmien lineaarisuus ja aikainvarianttisuus Kun järjestelmää kuvataan operaattorilla T, sisäänmenoa muuttujalla u ja ulostuloa muuttujalla

Lisätiedot

PERMITTIIVISYYS. 1 Johdanto. 1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla . (1) , (2) (3) . (4) Permittiivisyys

PERMITTIIVISYYS. 1 Johdanto. 1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla . (1) , (2) (3) . (4) Permittiivisyys PERMITTIIVISYYS 1 Johdanto Tarkastellaan tasokondensaattoria, joka koostuu kahdesta yhdensuuntaisesta metallilevystä Siirretään varausta levystä toiseen, jolloin levyissä on varaukset ja ja levyjen välillä

Lisätiedot

2.1 Ääni aaltoliikkeenä

2.1 Ääni aaltoliikkeenä 2. Ääni Äänen tutkimusta kutsutaan akustiikaksi. Akustiikassa tutkitaan äänen tuottamista, äänen ominaisuuksia, soittimia, musiikkia, puhetta, äänen etenemistä ja kuulemisen fysiologiaa. Ääni kuljettaa

Lisätiedot

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi?

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Oleteaan tyhjiö: ei virtoja ei varauksia Muutos magneettikentässä saisi aikaan sähkökentän. Muutos vuorostaan sähkökentässä saisi aikaan magneettikentän....ja niinhän

Lisätiedot

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j82095. SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI.

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j82095. SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI. VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA Oskari Uitto i78966 Lauri Karppi j82095 SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI Sivumäärä: 14 Jätetty tarkastettavaksi: 25.02.2008 Työn

Lisätiedot

Fysiikan laboratoriotyöt 3 Sähkömotorinen voima

Fysiikan laboratoriotyöt 3 Sähkömotorinen voima Fysiikan laboratoriotyöt 3 Sähkömotorinen voima Työn suorittaja: Antti Pekkala (1988723) Mittaukset suoritettu 8.10.2014 Selostus palautettu 16.10.2014 Valvonut assistentti Martti Kiviharju 1 Annettu tehtävä

Lisätiedot

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013 SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013 1. RESISTANSSI Resistanssi kuvaa komponentin tms. kykyä vastustaa sähkövirran kulkua Johtimen tai komponentin jännite on verrannollinen

Lisätiedot

Sähköstatiikan laskuissa useat kaavat yksinkertaistuvat hieman, jos vakio C kirjoitetaan muotoon

Sähköstatiikan laskuissa useat kaavat yksinkertaistuvat hieman, jos vakio C kirjoitetaan muotoon 30 SÄHKÖVAKIO 30 Sähkövakio ja Coulombin laki Coulombin lain mukaan kahden tyhjiössä olevan pistevarauksen q ja q 2 välinen voima F on suoraan verrannollinen varauksiin ja kääntäen verrannollinen varausten

Lisätiedot

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op)

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op) ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op) Jari J. Hänninen 2015 16/IV V Luentoviikko 9 Tavoitteet Valon luonne ja eteneminen Dispersio Lähde: https: //www.flickr.com/photos/fastlizard4/5427856900/in/set-72157626537669172,

Lisätiedot

Aaltoputket ja mikroliuska rakenteet

Aaltoputket ja mikroliuska rakenteet Aaltoputket ja mikroliuska rakenteet Luku 3 Suorat aaltojohdot Aaltojohdot voidaan jakaa kahteen pääryhmääm, TEM ja TE/TM sen mukaan millaiset kentät niissä etenevät. TEM-aallot voivat edetä vain sellaisissa

Lisätiedot

Aaltoliike ajan suhteen:

Aaltoliike ajan suhteen: Aaltoliike Aaltoliike on etenevää värähtelyä Värähdysliikkeen jaksonaika T on yhteen värähdykseen kuluva aika Värähtelyn taajuus on sekunnissa tapahtuvien värähdysten lukumäärä Taajuuden ƒ yksikkö Hz (hertsi,

Lisätiedot

LABORATORIOTYÖ 2 (8 h) LIITE 2/1 WLAN-ANTENNIEN TUTKIMINEN JA AALTOJOHTOMITTAUKSET

LABORATORIOTYÖ 2 (8 h) LIITE 2/1 WLAN-ANTENNIEN TUTKIMINEN JA AALTOJOHTOMITTAUKSET LABORATORIOTYÖ 2 (8 h) LIITE 2/1 WLAN-ANTENNIEN TUTKIMINEN JA AALTOJOHTOMITTAUKSET LABORATORIOTYÖ 2 (8 h) LIITE 2/2 1 TYÖN KUVAUS Työssä tutustutaan antennien ominaisuuksiin rakentamalla ja mittaamalla

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2014

Radioamatöörikurssi 2014 Radioamatöörikurssi 2014 Polyteknikkojen Radiokerho Radiotekniikka 4.11.2014 Tatu, OH2EAT 1 / 25 Vahvistimet Vahvistin ottaa signaalin sisään ja antaa sen ulos suurempitehoisena Tehovahvistus, db Jännitevahvistus

Lisätiedot

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos Sähkömagnetiikka 2009 1 Ei-ideaaliset piirikomponentit Tarkastellaan

Lisätiedot

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ 1 IOIN OMINAISKÄYRÄ JA TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ MOTIVOINTI Työ opettaa mittaamaan erityyppisten diodien ominaiskäyrät käyttämällä oskilloskooppia XYpiirturina Työssä opetellaan mittaamaan transistorin

Lisätiedot

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit jännitelähde virtalähde Kirchhoffin virtalaki Kirchhoffin jännitelaki Käydään läpi Kirchhoffin

Lisätiedot

EMC: Electromagnetic Compatibility Sähkömagneettinen yhteensopivuus

EMC: Electromagnetic Compatibility Sähkömagneettinen yhteensopivuus EMC: Electromagnetic Compatibility Sähkömagneettinen yhteensopivuus Ympäristön häiriöt Laite toimii suunnitellusti Syntyvät häiriöt Sisäiset häiriöt EMC Directive Article 4 1. Equipment must be constructed

Lisätiedot

TDC-CD TDC-ANTURI RMS-CD MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA. TDC-CD_Fin.doc 2008-02-01 / BL 1(5)

TDC-CD TDC-ANTURI RMS-CD MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA. TDC-CD_Fin.doc 2008-02-01 / BL 1(5) TDC-ANTURI RMS-CD MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA _Fin.doc 2008-02-01 / BL 1(5) SISÄLTÖ 1. TEKNISET TIEDOT 2. MALLIN KUVAUS 3. TOIMINNON KUVAUS 4. UUDELLEENKÄYTTÖOHJEET 5. KÄÄMITYKSEN TARKASTUS 1. TEKNISET

Lisätiedot

S-108-2110 OPTIIKKA 1/10 Laboratoriotyö: Polarisaatio POLARISAATIO. Laboratoriotyö

S-108-2110 OPTIIKKA 1/10 Laboratoriotyö: Polarisaatio POLARISAATIO. Laboratoriotyö S-108-2110 OPTIIKKA 1/10 POLARISAATIO Laboratoriotyö S-108-2110 OPTIIKKA 2/10 SISÄLLYSLUETTELO 1 Polarisaatio...3 2 Työn suoritus...6 2.1 Työvälineet...6 2.2 Mittaukset...6 2.2.1 Malus:in laki...6 2.2.2

Lisätiedot

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) Henrik Wallén / versio 21. marraskuuta 2016 Tasoaaltojen heijastus ja läpäisy (Ulaby 8.1 8.5) Kohtisuora heijastus ja läpäisy Tehon heijastus ja läpäisy Snellin laki

Lisätiedot

Aurinko-C20 asennus ja käyttöohje

Aurinko-C20 asennus ja käyttöohje Aurinko-C20 laitetelineen asennus ja käyttö Laitetelineen osat ja laitteet:. Kääntyvillä pyörillä varustettu laiteteline. Laitteet on kiinnitetty ja johdotettu telineeseen (toimitetaan akut irrallaan).

Lisätiedot

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I SMG-1100: PIIRIANALYYSI I Keskinäisinduktanssi induktiivisesti kytkeytyneet komponentit muuntajan toimintaperiaate T-sijaiskytkentä kytketyn piirin energia KESKINÄISINDUKTANSSI M Faraday: magneettikentän

Lisätiedot

5. Sähkövirta, jännite

5. Sähkövirta, jännite Nimi: LK: SÄHKÖOPPI Tarmo Partanen Laboratoriotyöt 1. Työ 1/7, jossa tutkit lamppujen rinnan kytkennän vaikutus sähkövirran suuruuteen piirin eri osissa. Mitataan ensin yhden lampun läpi kulkevan virran

Lisätiedot

LUT, Sähkötekniikan osasto. 1. Ilmassa etenevällä tasoaallolla on sähkökentän voimakkuus z. d) vaihekerroin

LUT, Sähkötekniikan osasto. 1. Ilmassa etenevällä tasoaallolla on sähkökentän voimakkuus z. d) vaihekerroin SÄHKÖMAGNETISMI LUT, Sähkötekniikan osasto LH5/216 P.I. Ketausta: 1. Ilassa etenevällä tasoaallolla on sähkökentän voiakkuus z t E cos t z Ex,. Aallon taajuus on 2 MHz. Kuvassa 1 on esitetty tasoaallon

Lisätiedot

Van der Polin yhtälö

Van der Polin yhtälö Van der Polin yhtälö RLC-virtapiirissä oleva vastus vaikuttaa varsin olennaisesti piirissä esiintyviin värähtelyilmiöihin. Kuitenkin aivan uuden elementin komponenttitekniikkaan toivat aikoinaan puolijohdediodeja

Lisätiedot

FYSA220/K2 (FYS222/K2) Vaimeneva värähtely

FYSA220/K2 (FYS222/K2) Vaimeneva värähtely FYSA/K (FYS/K) Vaimeneva värähtely Työssä tutkitaan vaimenevaa sähköistä värähysliikettä. Erityisesti pyritään havainnollistamaan kelan inuktanssin, konensaattorin kapasitanssin ja ohmisen vastuksen suuruuksien

Lisätiedot

FY6 - Soveltavat tehtävät

FY6 - Soveltavat tehtävät FY6 - Soveltavat tehtävät 21. Origossa on 6,0 mikrocoulombin pistevaraus. Koordinaatiston pisteessä (4,0) on 3,0 mikrocoulombin ja pisteessä (0,2) 5,0 mikrocoulombin pistevaraus. Varaukset ovat tyhjiössä.

Lisätiedot

RF-tekniikan perusteet BL50A0301. 5. Luento 5.10.2015 Antennit Radioaaltojen eteneminen

RF-tekniikan perusteet BL50A0301. 5. Luento 5.10.2015 Antennit Radioaaltojen eteneminen RF-tekniikan perusteet BL50A0301 5. Luento 5.10.2015 Antennit Radioaaltojen eteneminen Antennit Antennit Antenni muuttaa siirtojohdolla kulkevan aallon vapaassa tilassa eteneväksi aalloksi ja päinvastoin

Lisätiedot

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Luku 11 Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Tässä luvussa käsitellään sähkömagneettisten aaltojen heijastumista ja taittumista väliaineiden rajapinnalla. Rajoitutaan monokromaattisiin aaltoihin ja oletetaan

Lisätiedot

1 Kohina. 2 Kohinalähteet. 2.1 Raekohina. 2.2 Terminen kohina

1 Kohina. 2 Kohinalähteet. 2.1 Raekohina. 2.2 Terminen kohina 1 Kohina Kohina on yleinen ongelma integroiduissa piireissä. Kohinaa aiheuttavat pienet virta- ja jänniteheilahtelut, jotka ovat komponenteista johtuvia. Myös ulkopuoliset lähteet voivat aiheuttaa kohinaa.

Lisätiedot

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET (YO-K06+13, YO-K09+13, YO-K05-11,..) Tasasuuntaus Vaihtovirran suunta muuttuu jaksollisesti. Tasasuuntaus muuttaa sähkövirran kulkemaan yhteen suuntaan. Tasasuuntaus toteutetaan

Lisätiedot

2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset.

2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset. Fysiikka syksy 2005 1. Nykyinen käsitys Aurinkokunnan rakenteesta syntyi 1600-luvulla pääasiassa tähtitieteellisten havaintojen perusteella. Aineen pienimpien osasten rakennetta sitä vastoin ei pystytä

Lisätiedot

KOHINA LÄMPÖKOHINA VIRTAKOHINA. N = Noise ( Kohina )

KOHINA LÄMPÖKOHINA VIRTAKOHINA. N = Noise ( Kohina ) KOHINA H. Honkanen N = Noise ( Kohina ) LÄMÖKOHINA Johtimessa tai vastuksessa olevien vapaiden elektronien määrä ei ole vakio, vaan se vaihtelee satunnaisesti. Nämä vaihtelut aikaansaavat jännitteen johtimeen

Lisätiedot

1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla

1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla PERMITTIIVISYYS Johdanto Tarkastellaan tasokondensaattoria, joka koostuu kahdesta yhdensuuntaisesta metallilevystä. Siirretään varausta levystä toiseen, jolloin levyissä on varaukset +Q ja Q ja levyjen

Lisätiedot

4B. Tasasuuntauksen tutkiminen oskilloskoopilla.

4B. Tasasuuntauksen tutkiminen oskilloskoopilla. TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1 4B. Tasasuuntauksen tutkiminen oskilloskoopilla. Teoriaa oskilloskoopista Oskilloskooppi on laite, joka muuttaa sähköisen signaalin näkyvään muotoon. Useimmiten sillä

Lisätiedot

Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi

Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi Sivu 1/10 Fysiikan laboratoriotyöt 1 Työ numero 3 Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi Työn suorittaja: Antero Lehto 1724356 Työ tehty: 24.2.2005 Uudet mittaus tulokset: 11.4.2011

Lisätiedot

Oikeanlaisten virtapihtien valinta Aloita vastaamalla seuraaviin kysymyksiin löytääksesi oikeantyyppiset virtapihdit haluamaasi käyttökohteeseen.

Oikeanlaisten virtapihtien valinta Aloita vastaamalla seuraaviin kysymyksiin löytääksesi oikeantyyppiset virtapihdit haluamaasi käyttökohteeseen. Oikeanlaisten virtapihtien valinta Aloita vastaamalla seuraaviin kysymyksiin löytääksesi oikeantyyppiset virtapihdit haluamaasi käyttökohteeseen. 1. Tuletko mittaamaan AC tai DC -virtaa? (DC -pihdit luokitellaan

Lisätiedot

TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT

TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT Työselostuksen laatija: Tommi Tauriainen Luokka: TTE7SN1 Ohjaaja: Jaakko Kaski Työn tekopvm: 02.12.2008 Selostuksen luovutuspvm: 16.12.2008 Tekniikan

Lisätiedot

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen. ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen. X.X.2015 Tehtävä 1 Bipolaaritransistoria käytetään alla olevan kuvan mukaisessa kytkennässä, jossa V CC = 40 V ja kuormavastus

Lisätiedot

Johdanto. 1 Teoriaa. 1.1 Sähkönjohtimen aiheuttama magneettikenttä

Johdanto. 1 Teoriaa. 1.1 Sähkönjohtimen aiheuttama magneettikenttä FYSP105 / K2 HELMHOLTZIN KELAT Johdanto Työssä mitataan ympyränmuotoisten johdinkelojen tuottamaa magneettikenttää kelojen läheisyydessä sekä sähkövirran että etäisyyden funtiona. Sähkömagnetismia ja työssä

Lisätiedot

- Kahden suoran johtimen välinen magneettinen vuorovaikutus I 1 I 2 I 1 I 2. F= l (Ampèren laki, MAOL s. 124(119) Ampeerin määritelmä (MAOL s.

- Kahden suoran johtimen välinen magneettinen vuorovaikutus I 1 I 2 I 1 I 2. F= l (Ampèren laki, MAOL s. 124(119) Ampeerin määritelmä (MAOL s. 7. KSS: Sähkömagnetismi (FOTON 7: PÄÄKOHDAT). MAGNETSM Magneettiset vuoovaikutukset, Magneettikenttä B = magneettivuon tiheys (yksikkö: T = Vs/m ), MAO s. 67, Fm (magneettikenttää kuvaava vektoisuue; itseisavona

Lisätiedot

EMC MITTAUKSET. Ari Honkala SGS Fimko Oy

EMC MITTAUKSET. Ari Honkala SGS Fimko Oy EMC MITTAUKSET Ari Honkala SGS Fimko Oy 5.3.2009 SGS Fimko Oy SGS Fimko kuuluu maailman johtavaan testaus-, sertifiointi-, verifiointi- ja tarkastusyritys SGS:ään, jossa työskentelee maailmanlaajuisesti

Lisätiedot

VIRTAPIIRILASKUT II Tarkastellaan sinimuotoista vaihtojännitettä ja vaihtovirtaa;

VIRTAPIIRILASKUT II Tarkastellaan sinimuotoista vaihtojännitettä ja vaihtovirtaa; VITAPIIIASKUT II Tarkastellaan sinimutista vaihtjännitettä ja vaihtvirtaa; u sin π ft ja i sin π ft sekä vaihtvirtapiiriä, jssa n sarjaan kytkettyinä vastus, käämi ja kndensaattri (-piiri) ulkisen vastuksen

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2016

Radioamatöörikurssi 2016 Radioamatöörikurssi 2016 Häiriöt Ukkossuojaus Harhalähetteet 22.11.2016 Tatu, OH2EAT 1 / 16 Häiriöt Ei-toivottu signaali jossain Yleinen ongelma radioamatöörille sekä lähetyksessä että vastaanotossa 2

Lisätiedot

Supply jännite: Ei kuormaa Tuuletin Vastus Molemmat DC AC Taajuus/taajuudet

Supply jännite: Ei kuormaa Tuuletin Vastus Molemmat DC AC Taajuus/taajuudet S-108.3020 Elektroniikan häiriökysymykset 1/5 Ryhmän nro: Nimet/op.nro: Tarvittavat mittalaitteet: - Oskilloskooppi - Yleismittari, 2 kpl - Ohjaus- ja etäyksiköt Huom. Arvot mitataan pääasiassa lämmityksen

Lisätiedot

a P en.pdf KOKEET;

a P  en.pdf KOKEET; Tässä on vanhoja Sähkömagnetismin kesäkurssin tenttejä ratkaisuineen. Tentaattorina on ollut Hanna Pulkkinen. Huomaa, että tämän kurssin sisältö on hiukan eri kuin Soveltavassa sähkömagnetiikassa, joten

Lisätiedot

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen DEE-11000 Piirianalyysi Aktiiviset piirikomponentit 1 Aktiiviset piirikomponentit Sähköenergian lähteitä Jännitelähteet; jännite ei merkittävästi riipu lähteen antamasta virrasta (akut, paristot, valokennot)

Lisätiedot

Luento 2. SMG-2100 Sähkötekniikka Risto Mikkonen

Luento 2. SMG-2100 Sähkötekniikka Risto Mikkonen SMG-2100 Sähkötekniikka Luento 2 1 Sähköenergia ja -teho Hetkellinen teho p( t) u( t) i( t) Teho = työ aikayksikköä kohti; [p] = J/s =VC/s = VA = W (watti) Energian kulutus aikavälillä [0 T] W T 0 p( t)

Lisätiedot

Jännite, virran voimakkuus ja teho

Jännite, virran voimakkuus ja teho Jukka Kinkamo, OH2JIN oh2jin@oh3ac.fi +358 44 965 2689 Jännite, virran voimakkuus ja teho Jännite eli potentiaaliero mitataan impedanssin yli esiintyvän jännitehäviön avulla. Koska käytännön radioamatöörin

Lisätiedot

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA Vaihtosähkön teho kompleksinen teho S pätöteho P loisteho Q näennäisteho S Käydään läpi sinimuotoisiin sähkösuureisiin liittyviä tehotermejä. Määritellään kompleksinen teho, jonka

Lisätiedot

Sisäverkon peittotuotteet

Sisäverkon peittotuotteet Sisäverkon peittotuotteet Laatuantennin sisäverkon peittotuotteilla voitte helposti parantaa kuuluvuutta tai nostaa mobiililaajakaistan nopeutta. Ulkoantennin avulla hitaasti toimivan laajakaistaliittymän

Lisätiedot

Kone- ja rakentamistekniikan laboratoriotyöt KON-C3004. Koesuunnitelma: Paineen mittaus venymäliuskojen avulla. Ryhmä C

Kone- ja rakentamistekniikan laboratoriotyöt KON-C3004. Koesuunnitelma: Paineen mittaus venymäliuskojen avulla. Ryhmä C Kone- ja rakentamistekniikan laboratoriotyöt KON-C3004 Koesuunnitelma: Paineen mittaus venymäliuskojen avulla Ryhmä C Aleksi Mäki 350637 Simo Simolin 354691 Mikko Puustinen 354442 1. Tutkimusongelma ja

Lisätiedot

Suunta-antennin valinta

Suunta-antennin valinta Lähtötiedot Ennen antennin valintaa selvitettävä seuraavat asiat: Tukiaseman sijainti ja etäisyys Millä taajuuskaistalla 4G data liikkuu (800, 1 800, 2 100, 2 600 MHz) Maasto- ja rakennusesteet Antennin

Lisätiedot