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

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

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

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi Physica 9. painos (0) RATKAST. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi RATKAST:. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi. a) Vaihtovirran tehollinen arvo on yhtä suuri kuin sellaisen tasavirran arvo, joka tuottaa vastuksessa

Lisätiedot

Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen

Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen EMC - Kaapelointi ja kytkeytyminen Kaapelointi merkittävä EMC-ominaisuuksien kannalta yleensä pituudeltaan suurin elektroniikan osa > toimii helposti antennina

Lisätiedot

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA 1 SEISOVA AALTOLIIKE MOTIVOINTI Työssä tutkitaan poikittaista ja pitkittäistä aaltoliikettä pitkässä langassa ja jousessa. Tarkastellaan seisovaa aaltoliikettä. Määritetään aaltoliikkeen etenemisnopeus

Lisätiedot

SÄHKÖMAGNEETTINEN KYTKEYTYMINEN

SÄHKÖMAGNEETTINEN KYTKEYTYMINEN SÄHKÖMAGNEETTINEN KYTKEYTYMINEN H. Honkanen SÄHKÖMAGNEETTISEN KYTKEYTYMISEN TEORIAA Sähkömagneettinen kytkeytyminen on häiiöiden siitymistä sähkömagneettisen aaltoliikkeen välityksellä. Sähkömagneettisen

Lisätiedot

RG-58U 4,5 db/30m. Spektrianalysaattori. 0,5m. 60m

RG-58U 4,5 db/30m. Spektrianalysaattori. 0,5m. 60m 1. Johtuvia häiiöitä mitataan LISN:n avulla EN55022-standadin mukaisessa johtuvan häiiön mittauksessa. a. 20 MHz taajuudella laite tuottaa 1.5 mv suuuista häiiösignaalia. Läpäiseekö laite standadin B-luokan

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

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

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

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

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit Tässä työssä pyritään syventämään vaihtovirtakomponentteihin liittyviä käsitteitä. Tunnetusti esimerkiksi käsitteet impedanssi, reaktanssi ja vaihesiirto ovat aina hyvin

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

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ TYÖOHJE 14.7.2010 JMK, TSU 33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ Laitteisto: Kuva 1. Kytkentä solenoidin ja toroidin magneettikenttien mittausta varten. Käytä samaa digitaalista jännitemittaria molempien

Lisätiedot

Työn tavoitteita. 1 Teoriaa

Työn tavoitteita. 1 Teoriaa FYSP103 / K3 BRAGGIN DIFFRAKTIO Työn tavoitteita havainnollistaa röntgendiffraktion periaatetta konkreettisen laitteiston avulla ja kerrata luennoilla läpikäytyä teoriatietoa Röntgendiffraktio on tärkeä

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

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 Fy06 Koe 0.5.015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 alitse kolme tehtävää. 6p/tehtävä. 1. Mitä mieltä olet seuraavista väitteistä. Perustele lyhyesti ovatko väitteet totta vai tarua. a. irtapiirin hehkulamput

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

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt Häiriöt peittävät mitattavia signaaleja Häriölähteitä: Sähköverkko 240 V, 50 Hz Moottorit Kytkimet Releet, muuntajat Virtalähteet Loisteputkivalaisimet Kännykät Radiolähettimet,

Lisätiedot

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

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

Lisätiedot

Kuva 1: Vaihtovirtapiiri, jossa on sarjaan kytkettynä resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi

Kuva 1: Vaihtovirtapiiri, jossa on sarjaan kytkettynä resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi 31 VAIHTOVIRTAPIIRI 311 Lineaarisen vaihtovirtapiirin impedanssi ja vaihe-ero Tarkastellaan kuvan 1 mukaista vaihtovirtapiiriä, jossa on resistanssi R, kapasitanssi C ja induktanssi L sarjassa Jännitelähde

Lisätiedot

RF-tekniikan perusteet BL50A0300

RF-tekniikan perusteet BL50A0300 RF-tekniikan perusteet BL50A0300 1. Luento 26.8.2013 Kurssin sisältö ja tavoitteet, sähkömagneettinen aalto DI Juho Tyster Opetusjärjestelyt Luentoja 14h, laskuharjoituksia 14h, 1.periodi Luennot ja harjoitukset

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

Kuva 1. Vastus (R), kondensaattori (C) ja käämi (L). Sinimuotoinen vaihtojännite

Kuva 1. Vastus (R), kondensaattori (C) ja käämi (L). Sinimuotoinen vaihtojännite TYÖ 54. VAIHE-EO JA ESONANSSI Tehtävä Välineet Taustatietoja Tehtävänä on mitata ja tutkia jännitteiden vaihe-eroa vaihtovirtapiirissä, jossa on kaksi vastusta, vastus ja käämi sekä vastus ja kondensaattori.

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2013

Radioamatöörikurssi 2013 Radioamatöörikurssi 2013 Polyteknikkojen Radiokerho Radiotekniikka 21.11.2013 Tatu, OH2EAT 1 / 19 Vahvistimet Vahvistin ottaa signaalin sisään ja antaa sen ulos suurempitehoisena Tehovahvistus, db Jännitevahvistus

Lisätiedot

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ Työssä perehdytään johteissa ja tässä tapauksessa erityisesti puolijohteissa esiintyvään Hallin ilmiöön, sekä määritetään sitä karakterisoivat Hallin vakio, varaustiheys

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

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

1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla

1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla Fy3: Sähkö 1. Tasavirta Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla Sähkövirta I Sähkövirran suunta on valittu jännitelähteen plusnavasta miinusnapaan (elektronit

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

Pynnönen 1.5.2000. Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

Pynnönen 1.5.2000. Opiskelija: Tarkastaja: Arvio: EAOL 1/5 Opintokokonaisuus : Jakso: Harjoitustyö: Passiiviset komponentit Pvm : vaihtosähköpiirissä Opiskelija: Tarkastaja: Arvio: Tavoite: Välineet: Opiskelija oppii ymmärtämään vastuksen, kondensaattorin

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

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK 14.11.2013 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt:

Lisätiedot

Aaltoputket ja resonanssikaviteetit

Aaltoputket ja resonanssikaviteetit Luku 12 Aaltoputket ja resonanssikaviteetit Tässä luvussa tutustutaan ohjattuun aaltoliikkeeseen. Kerrataan ensin ajasta riippuvan sähkömagneettisen kentän käyttäytyminen ideaalijohteessa ja sen pinnalla.

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

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Kompleksilukujen hyödyntäminen vaihtosähköpiirien analyysissä Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet Osoitin eli kompleksiluku: Trigonometrinen muoto

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

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

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

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä 39 PUOLIJOHTEISTA Yleistä Pyrittäessä löytämään syy kiinteiden aineiden erilaiseen sähkön johtavuuteen joudutaan perehtymään aineen kidehilassa olevien atomien elektronisiin energiatiloihin. Seuraavassa

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

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)

ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) Henrik Wallén Luentoviiko 9 / versio 9. marraskuuta 2015 Tasoaallot, osa 2 (Ulaby 7.3, 7.5, 7.6) Tasoaallon polarisaatio Virranahtoilmiö Tehotiheys ja Poyntingin vektori

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

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

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. Erään piirin impedanssimittauksissa saatiin seuraavat tulokset:

1. Erään piirin impedanssimittauksissa saatiin seuraavat tulokset: 521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 4 1. Erään piirin impedanssimittauksissa saatiin seuraavat tulokset: f [MHz] [Ω] 870 120-j100 875 100-j80 880 80-j55 885 70-j30 890 70-j15 895 65+j10 900 70+j30

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

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

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

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

Siirtolinjat - Sisältö

Siirtolinjat - Sisältö Siirtolinjat - Sisältö Siirtolinjatyypit Symmetriset siirtolinjat Epäsymmetriset siirtolinjat Ominaisimpedanssi SWR, sovitus Siirtolinjojen ominaisuuksia Syöttöjohtotyyppejä: Koaksiaalikaapeli (koksi)

Lisätiedot

PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT HARJOITUSTEHTÄVÄ 1. Pallomaisen solun relaksaatiotaajuus 1 + 1

PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT HARJOITUSTEHTÄVÄ 1. Pallomaisen solun relaksaatiotaajuus 1 + 1 Aalto-yliopisto HARJOITUSTEHTÄVIEN Sähkötekniikan korkeakoulu RATKAISUT Sähkömagneettisten kenttien ja optisen säteilyn biologiset 8.1.016 vaikutukset ja mittaukset ELEC-E770 Lauri Puranen Säteilyturvakeskus

Lisätiedot

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA Vaihtosähkö SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA Sinimuotoiset suureet Tehollisarvo Sinimuotoinen vaihtosähkö & passiiviset piirikomponentit Käydään läpi, mistä sinimuotoiset jännite ja virta ovat peräisin. Näytetään,

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2014

Radioamatöörikurssi 2014 Radioamatöörikurssi 2014 Polyteknikkojen Radiokerho Siirtojohdot, Antennit ja Eteneminen 11.11.2014 Juha, OH2EAN 1 / 42 Illan aiheet Siirtojohdot Antennit Radioaaltojen eteneminen 2 / 42 Siirtojohto Mikä

Lisätiedot

Aaltoputket ja resonanssikaviteetit

Aaltoputket ja resonanssikaviteetit Luku 13 Aaltoputket ja resonanssikaviteetit Kerrataan ensin ajasta riippuvan sähkömagneettisen kentän käyttäytyminen ideaalijohteessa ja sen pinnalla. Äärettömän hyvän johteen sisällä ei ole sähkökenttää,

Lisätiedot

S /142 Piirianalyysi 2 2. Välikoe

S /142 Piirianalyysi 2 2. Välikoe S-55.0/4 Piirianalyysi. Välikoe.5.006 Laske tehtävät eri paperille kuin tehtävät 3 5. Muista kirjoittaa jokaiseen paperiin selvästi nimi, opiskelijanumero, kurssin nimi ja koodi. Tehtävät lasketaan osaston

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

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

Passiiviset piirikomponentit. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Passiiviset piirikomponentit. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen DEE-11000 Piirianalyysi Passiiviset piirikomponentit 1 DEE-11000 Piirianalyysi Risto Mikkonen Passiiviset piirikomponentit - vastus Resistanssi on sähkövastuksen ominaisuus. Vastuksen yli vaikuttava jännite

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

7. Resistanssi ja Ohmin laki

7. Resistanssi ja Ohmin laki Nimi: LK: SÄHKÖ-OPPI Tarmo Partanen Teoria (Muista hyödyntää sanastoa) 1. Millä nimellä kuvataan sähköisen komponentin (laitteen, johtimen) sähkön kulkua vastustavaa ominaisuutta? 2. Miten resistanssi

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

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

2. Sähköisiä perusmittauksia. Yleismittari.

2. Sähköisiä perusmittauksia. Yleismittari. TURUN AMMATTKORKEAKOULU TYÖOHJE 1 TEKNKKA FYSKAN LABORATORO 2.0 2. Sähköisiä perusmittauksia. Yleismittari. 1. Työn tavoite Tutustutaan tärkeimpään sähköiseen perusmittavälineeseen, yleismittariin, suorittamalla

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

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

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

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q Coulombin laki Kahden pistemäisen varatun hiukkasen välinen sähköinen voima F on suoraan verrannollinen varausten Q 1 ja Q 2 tuloon ja kääntäen verrannollinen etäisyyden r neliöön F = k Q 1Q 2 r 2, k =

Lisätiedot

Fysikaalisten tieteiden esittely puolijohdesuperhiloista

Fysikaalisten tieteiden esittely puolijohdesuperhiloista Fysikaalisten tieteiden esittely puolijohdesuperhiloista "Perhaps a thing is simple if you can describe it fully in several different ways without immediately knowing that you are describing the same thing."

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

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

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

Kvanttifysiikan perusteet 2017

Kvanttifysiikan perusteet 2017 Kvanttifysiikan perusteet 207 Harjoitus 2: ratkaisut Tehtävä Osoita hyödyntäen Maxwellin yhtälöitä, että tyhjiössä magneettikenttä ja sähkökenttä toteuttavat aaltoyhtälön, missä aallon nopeus on v = c.

Lisätiedot

Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki http://opetus.tv/fysiikka/fy6/kirchhoffin-lait/

Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki http://opetus.tv/fysiikka/fy6/kirchhoffin-lait/ 4.1 Kirchhoffin lait Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki http://opetus.tv/fysiikka/fy6/kirchhoffin-lait/ Katso Kimmo Koivunoron video: Kirchhoffin 2. laki http://www.youtube.com/watch?v=2ik5os2enos

Lisätiedot

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

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

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

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos

SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos Sähkömagnetiikka 2009 1 Esimerkki: Kun halutaan suojautua sähkömagneettisia

Lisätiedot

OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia

OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia KAJAANIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan ja liikenteen ala TYÖ 11 ELEKTRONIIKAN LABORAATIOT H.Honkanen OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia TYÖN TAVOITE Tutustua operaatiovahvistinkytkentään

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

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

Diodit. I = Is * (e U/n*Ut - 1) Ihanteellinen diodi

Diodit. I = Is * (e U/n*Ut - 1) Ihanteellinen diodi Diodit Puolijohdediodilla on tasasuuntaava ominaisuus, se päästää virran lävitseen vain yhdessä suunnassa. Puolijohdediodissa on samassa puolijohdepalassa sekä p-tyyppistä että n-tyyppistä puolijohdetta.

Lisätiedot

MITTALAITTEIDEN OMINAISUUKSIA ja RAJOITUKSIA

MITTALAITTEIDEN OMINAISUUKSIA ja RAJOITUKSIA KAJAANIN AMMATTIKORKEAKOL Tekniikan ja liikenteen ala TYÖ 21 ELEKTRONIIKAN LABORAATIOT H.Honkanen MITTALAITTEIDEN OMINAISKSIA ja RAJOITKSIA TYÖN TAVOITE: Tässä laboratoriotyössä tutustumme mittalaitteiden

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

14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä.

14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä. Luku 14 Lineaaripiirit Lineaaripiireillä ymmärretään verkkoja, joiden jokaisessa haarassa jännite on verrannollinen virtaan, ts. Ohmin laki on voimassa. Lineaariset piirit voivat siis sisältää jännitelähteitä,

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

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

Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri)

Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri) Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri) Virta alkaa kulkea, kondensaattori varautua, vastustaa yhä enemmän virran kulkua I Kirchhoffin lait ovat hyvä idea 1. Homogeeniyhtälön yleinen ratkaisu: 2.

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

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet:

Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet: Nimi: Muiden ryhmäläisten nimet: PALKKIANTURI Työssä tutustutaan palkkianturin toimintaan ja havainnollistetaan sen avulla pienten ainepitoisuuksien havainnointia. Työn mittaukset on jaettu kolmeen osaan,

Lisätiedot

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä: FY6 SÄHKÖ Tavoitteet Kurssin tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia

Lisätiedot

Receiver. Nonelectrical noise sources (Temperature, chemical, etc.) ElectroMagnetic environment (Noise sources) Parametric coupling

Receiver. Nonelectrical noise sources (Temperature, chemical, etc.) ElectroMagnetic environment (Noise sources) Parametric coupling EMC Sähkömagneettinen kytkeytyminen EMC - Kytkeytymistavat ElectroMagnetic environment (Noise sources) Nonelectrical noise sources (Temperature, chemical, etc.) Conductors Capacitive Inductive Wave propagation

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

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

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy

Lisätiedot

Radioamatöörikurssi 2014

Radioamatöörikurssi 2014 Radioamatöörikurssi 2014 Polyteknikkojen Radiokerho Siirtojohdot, Antennit ja Eteneminen 10.11.2015 Otto, OH2EMQ 1 / 44 Illan aiheet Siirtojohdot Antennit Radioaaltojen eteneminen 2 / 44 Siirtojohto Mikä

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

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 1 Maxwellin & Kirchhoffin laeista Piirimallin

Lisätiedot