Kursplan för höstterminen 2003
ELEKTRONIK, SYSTEM OCH SIGNALERETI240
Electronics, Systems and Signals

Antal poäng: 24. Betygskala: TH. Kursansvarig: Universitetsadjunkt Bertil Larsson, Elektrovetenskap. Prestationsbedömning: Slutbetyg beräknas som heltalsdelen av medelvärdet av betygen från delkurserna Analog elektronik, Komponentfysik, Digital signalbehandling, Elektromagnetisk fältteori, Elenergiteknik och Analysuppgiften. Delbetygen är angivna med en decimal. Hemsida: http://www.es.lth.se/ugradcourses/eti240/kurs.html. Övrigt: Kursen och ingående delkurser får endast läsas eller tenteras av dem som påbörjat kursen senast läsåret 2002/03.

Mål
Kunskapsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Färdighetsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Attitydmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Innehåll
Pedagogisk ide (Övergripande mål för Elektronik, system och signaler)
Inom Elektronik, system och signaler har flera ämnen sammanfogats till en kurskedja för att framhäva att ämnena inte är separata enheter utan har en gemensam bas. Elektrotekniska system kan inte analyseras och konstrueras med hjälp av kunskaper från ett enskilt akademiskt ämne utan kräver en mängd kunskaper på såväl översikts som detaljnivå. Kopplingen mellan systemaspekter och ämnesspecifika kunskaper genomsyrar därför Elektronik, system och signaler. Det är därför viktigt att detaljerna i respektive område inte skymmer helheten men samtidigt måste stor vikt läggas vid specifika kunskaper inom varje delkurs. Under en rad moment kommer därför studenten att tränas i att relatera detaljkunskaper till helheten och i att se och förstå detaljer i system samt hur detaljkunskaper används för att bygga system.

Det är även viktigt att studenten känner att kurserna utgör en enhet och att kurserna i de olika fackområdena kopplas samman. Detta är nödvändigt för att stimulera kreativ lösning av ämnesöverskridande problem. För att understödja detta har ett antal nya pedagogiska moment införts i kursen. Dessa beskrivs nedan.

I varje delämne i Elektronik, system och signaler finns samtidigt en kärna som består av grundläggande definitioner, metoder och samband. Kärnan är så fundamental att den är en förutsättning för den fortsatta utbildningen. Den är också något arbetslivet förutsätter att en civilingenjör från E skall kunna. Ett mål är därför att E-studenten behärskar denna kärna mycket väl då studenten lämnar Elektronik, system och signaler.

Laborationer ingår som ett naturligt moment i Elektronik, system och signaler. Syftet är dels att experimentellt visa på fundamentala moment i utbildningen och dels att studenten ska tränas i självständigt experimentellt arbete. Graden av självständighet kommer successivt att ökas och avslutningsvis kommer även laborativa moment att examineras.

Litteratur
Se under respektive delkurs.


Elektronik, system och signaler / Analog elektronik0101

Antal poäng: 4. Betygskala: UG. Kursansvarig: Universitetsadjunkt Bertil Larsson, Bertil.Larsson@es.lth.se. Rekommenderade förkunskaper: ETI195/ETI196 Elektronik. Prestationsbedömning: Laborationer, inlämningsuppgifter och skriftlig tentamen 5 tim. Slutbetyg erhålls då tentamen, laborationer och inlämningsuppgifter är godkända. Övrigt: Delkursen har givits för sista gången och kan tenteras endast av dem som påbörjat ETI240 senast läsåret 2002/03. Delkursen ersätts av ESS020.

Mål
Förstärkare används inom många områden inom elektroniken t ex i mobiltelefoner, signalkonditionering i mätsammanhang inom industri och medicin samt i dator och mediabranschen. Kursen ger en systematisk metod att med minimalt arbete konstruera en optimal förstärkare utifrån en given specifikation.
Relation till andra kurser: Kursen berör återkoppling som används i bland annat reglerteknik, radiokurser och IC-konstruktion. Strukturerad konstruktion kan användas i alla sammanhang t.ex. för stora system, i programmering etc. Kursen behandlar även transistorer som utförlig även behandlas i Komponentfysiken och senare används i fortsättningskurser inom radio- och IC-konstruktionskurserna.

Kunskapsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Färdighetsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Attitydmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Innehåll
Översikt av ideala återkopplade förstärkare med nullorn som idealt förstärkande element. Analys av återkoppling av icke ideala förstärkande element t.ex. transistorer. Superposition- och asymptotic gain-modellerna för återkoppling samt känslighetsanalys. Bandbreddsuppskattning, stabilitetskriterier och frekvenskompensering samt översiktligt om brus på såväl komponent som systemnivå. Inställning av vilopunkt.

Litteratur
Verhoeven et.al.: Structured Electronic Design
Larsson B: Övningar och lösningar
Stenman, Larsson B: Laborationer


Elektronik, system och signaler / Komponentfysik0601

Antal poäng: 3. Betygskala: UG. Kursansvarig: Lars-Erik Wernersson. Rekommenderade förkunskaper: ETI195/ETI196 Elektronik och grundläggande matematik. Prestationsbedömning: Skriftlig examination. Övrigt: Delkursen har givits för sista gången och kan tenteras endast av dem som påbörjat ETI240 senast läsåret 2002/03. Delkursen ersätts av ESS030.

Mål
Utvecklingen av halvledarkomponenter leder till nya tillämpningar med högre prestanda i systemen. T.ex. ser vi allt snabbare datorer och dataöverföring. Genombrott i materialtekniken har vidare lett till nyckelkomponenter som laserdioder och höghastighetstransistorer som utnyttjas i DVD-spelare och vid satellitkommunikation.

Relation till andra kurser
Olika typer av halvledarkomponenter är nyckelelement inom modern elektroteknik och god kännedom om komponenternas funktionalitet är nödvändig vid design av elektriska system. Kursen i komponentfysik behandlar de fysikaliska principerna för de vanligaste transistorerna inom analog och digital elektronik, den bipolära transistorn och MOS-transistorn. Vidare berörs pn-övergångens elektriska och optiska egenskaper, då denna utgör en central del i transistorerna och dessutom är en nyckelkomponent för fiberoptiska kommunikationssystem.

Kunskapsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Färdighetsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Attitydmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Innehåll
Definition av halvledare och transport i halvledare via drift och diffusion. Elektriska komponenter såsom p-n övergången, bipolära transistorn och MOS-transistorn. Dessa behandlas m.a.p. potentialer, transportmekanismer, inbyggda kapacitanser och materialparametrar. Komponenters prestanda i termer av gränsfrekvenser. Materialegenskaper i passiva komponenter t.ex. kondensatorer.


Elektronik, system och signaler / Digital signalbehandling0701

Antal poäng: 4. Betygskala: UG. Kursansvarig: Maria Hansson. Rekommenderade förkunskaper: ETI195/ETI196 Elektronik samt FMA035 Komplex och linjär analys. Prestationsbedömning: Examination sker i form av sluttentamen samt genom delprov under kursens gång. Slutbetyg erhålls då tentamen och laborationer är godkända. Övrigt: Delkursen har givits för sista gången och kan tenteras endast av dem som påbörjat ETI240 senast läsåret 2002/03. Delkursen ersätts av ESS040.

Mål
Kunskapsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Färdighetsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

ha fått goda färdigheter i beskrivning av både signalers frekvensegenskaper och dess tidsegenskaper och hur dessa egenskaper hänger ihop.

Attitydmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Innehåll
Kursen behandlar tidsdiskreta signaler och system. Verktyg som Fouriertransform, Diskret Fourier Transform (DFT) och Z-transform definieras. Begrepp som frekvens- och systemfunktion introduceras samt olika typer av enkla filter. Digital signalbehandling av analoga signaler via A/D- och D/A-omvandling presenteras samt olika strukturer för implementering av digitala filter. En rad tillämpningar, som t ex behandling av signaler från hjärtat och hjärnan (EKG och EEG), talsignaler och bilder tas upp på datorövningarna. I laborationerna studeras enkla filter och samband mellan amplitud- och fasfunktion och poler och nollställen; olika signaler filtreras med hjälp av en digital signalprocessor (DSP). Vidare studeras Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) som används för datakommunikation i bredbandsnät. Matlab används som beräkningsverktyg i laborationerna.

Litteratur
Mitra, S K: Digital Signal Processing, A Computer Approach, andra upplagan, McGraw-Hill, 2001. ISBN 0-07-118175-X. (Litteratur läsåret 2002-03).


Elektronik, system och signaler / Mätteknik1001

Antal poäng: 3. Betygskala: UG. Obligatorisk för: E3. Kursansvarig: Universitetslektor Johan Nilsson. Rekommenderade förkunskaper: ETI195/ETI196 Elektronik. Prestationsbedömning: Kontinuerlig examination i samband med laborationerna. Övrigt: Delkursen ges för sista gången HT03. Den kan läsas och tenteras endast av dem som påbörjat ETI240 senast läsåret 2002/03. Delkursen kommer att ersätts av ESS070.

Mål
Delkursen ges av institutionen för elektrisk mätteknik. Mätteknik kommer in inom i princip alla verksamhetsområden för en civilingenjör. Det kan t ex röra sig om detaljerade studier av signaler från nervceller i hjärnan, detektering av ljus i optiska fiber eller övervakning av tillverkningen i en processindustri. Framtagning av nya mätmetoder och givare sker i en allt snabbare takt där utvecklingen inom inte minst mikrosystemteknikområdet spelar en stor roll.

Relation till andra kurser inom elektrospåret
Inom elektrotekniken innebär mätteknik detektering, registrering och tolkning av signaler för analys av elektriska system. I kursen Mätteknik utnyttjas byggblock som behandlas i de övriga delkurserna i elektrospåret för uppbyggnad av mätmetoder. Kursen ger en djupare förståelse för de mätmetoder som redan använts eller kommer att användas i övriga kurser.

Kunskapsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Färdighetsmål
Efter genomgången kurs ska studenten:

Attitydmål
Studenterna ska tränas i att kritiskt bedöma mätresultat för att minimera risken för mätfel och feltolkning.

Innehåll
Grundläggande mättekniska begrepp som belastning på mätobjekt, inverkan av störningar, osäkerhet i mätningar och kalibrering. Analoga och digitala oscilloskop, multimetern, impedansmätning med brygg- och spänning/strömmetoder, tid- och frekvensmätning med universalräknare, mätning av frekvensspektra med spektrum- och FFT-analysator (FFT-Fast Fourier Transform). Uppbyggnad av mätsystem.

Litteratur
Carlsson, Johansson: Modern elektronisk mätteknik. Liber. Labkompendium.


Elektronik, system och signaler / Elenergiteknik1101

Antal poäng: 3. Betygskala: UG. Obligatorisk för: E3. Kursansvarig: Mats Alaküla, Mats.Alakula@iea.lth.se. Rekommenderade förkunskaper: ETI195/ETI196 Elektronik. Prestationsbedömning: Inlämningsuppgifter + alternativt skriftliga deltentamina eller sluttentamen. Övrigt: Delkursen ges för sista gången HT03. Den kan läsas och tenteras endast av dem som påbörjat ETI240 senast läsåret 2002/03. Delkursen kommer att ersätts av ESS060.

Mål
Relation till andra kurser
Kursen har tydliga kopplingar till Elektromagnetisk fältteori vad gäller elektriska maskiners funktionsprincip, till Elektrisk mätteknik vad gäller mätning av både elektriska och icke elektriska storheter samt till Analog elektronik vad gäller system för styrning och elektrisk effektomvandling.

Kunskapsmål
Efter genomgången kurs ska du:

Färdighetsmål
Efter genomgången kurs ska du:

Attitydmål
Efter genomgången kurs ska du:

Innehåll

Litteratur
Alaküla M, Gertmar L, Samuelsson O: Elenergiteknik (KFS AB, 2002).


Elektronik, system och signaler / Elektromagnetisk fältteori för E1201

Antal poäng: 6. Betygskala: UG. Obligatorisk för: E3. Kursansvarig: Universitetslektor Richard Lundin. Rekommenderade förkunskaper: FMA410/420/430 Matematik, grundkurser i analys och linjär algebra. Prestationsbedömning: Godkänd kontrollskrivning fordras. Skriftlig tentamen. Övrigt: Delkursen ges för sista gången HT03. Den kan läsas och tenteras endast av dem som påbörjat ETI240 senast läsåret 2002/03. Delkursen kommer att ersätts av ESS050.

Mål
Elektricitetslära är ett annat namn på elektromagnetisk fältteori. Elektricitetslära är teorin för de elektromagnetiska naturfenomenen. Denna teori är grundläggande för all teknik och all vetenskap som har samband med elektriska, magnetiska eller elektromagnetiska fält. Som exempel på produkter som bygger på kunskaper i ellära kan nämnas kopiator, magnetkamera och mobiltelefon.

Relation till andra kurser
Elektromagnetisk fältteori är grundläggande för elektrotekniska tillämpningar såsom exempelvis elektronik, mätteknik och elenergiteknik. Hur elektriska komponenter fungerar och realiseras har betydelse för elektroniken. Hur laddning alstrar och påverkas av fält är ett exempel på ellärans betydelse i mättekniken. Hur ström induceras och hur magnetisk kraftverkan uppstår har stor betydelse i elenergitekniken.

Kunskapsmål
Efter genomgången kurs ska teknologen:

Färdighetsmål
Efter genomgången kurs ska teknologen:

Attitydmål
Efter genomgången kurs ska teknologen:

Innehåll
Kursinnehållet är vektoranalys, elstatik, magnetostatik, induktion och allmänt tidsberoende. Exempel på sådant som behandlas i kursen är divergens, rotation, elektriska fält i vakuum och material, kondensatorer, ledarsystem, spegling, Biot-Savarts lag, energi, kraft, induktans, induktionslagen, Maxwells fältekvationer, plana vågor och antenner.

Litteratur
Popovic, Z: Introductory Electromagnetics (Läro- och fördjupningsbok). En sammanfattning av kursstoffet i form av föreläsningsanteckningar kommer att tillhandahållas i samband med att kursen går.
Lundin, R: Exempelsamling, Elektromagnetisk fältteori, del 1 och 2, LTH.


Elektronik, system och signaler / Analysuppgift1301

Antal poäng: 1. Betygskala: UG. Obligatorisk för: E3. Kursansvarig: Monica Almqvist. Rekommenderade förkunskaper: ETI195/ETI196 Elektronik. Prestationsbedömning: Aktivt deltagande, skriftlig rapport samt muntlig redovisning. Slutbetyg erhålls när handledarmöten, tidsrapporter, skriftlig rapport samt muntlig redovisning genomförts och godkänts. Övrigt: Delkursen ges för sista gången HT03. Den kan läsas och tenteras endast av dem som påbörjat ETI240 senast läsåret 2002/03. Delkursen kommer att ersätts av ESS080.

Mål
Kunskapsmål
Efter genomförd analysuppgift ska studenten:

Färdighetsmål
Efter genomförd analysuppgift ska studenten:

Attitydmål
Efter genomförd analysuppgift ska studenten:

Innehåll
Denna kurs sträcker sig tidsmässigt hela åk 2 och halva åk 3. Dess främsta syfte är att knyta samman de olika delkurserna i Elektronik, system och signaler genom att ge teknologerna i uppgift att analysera en specifik applikation, t. ex. pacemakern eller mobiltelefonen. Uppgiften utförs i fyrmannagrupper som handleds av lärare från delkurserna: Analog elektronik, Komponentfysik, Digital signalbehandling, Elektromagnetisk fältteori, Mätteknik och Elenergiteknik. Ett handledarmöte ordnas varje läsperiod. Dessa är obligatoriska.

Litteratur
Persson G, Olsson G, Alaküla M: Teknisk rapportskrivning.