Σχεδίαση Ενεργών Φίλτρων
| Τίτλος | Σχεδίαση Ενεργών Φίλτρων / Active Filters Design |
| Κωδικός | 056 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή |
| Υπεύθυνος/η | Ιωάννης Θεοχάρης |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 600001005 |
Πρόγραμμα Σπουδών: Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 56
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ | Επιλογής | 7 | 4 | 5 |
| ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ | Επιλογής | 7 | 4 | 5 |
| ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ | Επιλογής | 7 | 4 | 5 |
| Τίτλος | Σχεδίαση Ενεργών Φίλτρων |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2019 – 2020 |
| Περίοδος Τάξης | Χειμερινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Class ID | 600144681
|
Πρόγραμμα Τάξης
| Κτίριο | Πολυτεχνείο - πτέρυγα Γ (ΤΗΜΜΥ & Τοπογράφων Μηχ.) |
| Όροφος | Όροφος 1 |
| Αίθουσα | Α7 (4) |
| Ημερολόγιο | Δευτέρα 13:00 έως 16:00 |
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
- Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600144681
- Στον ιστοχώρο του Τμήματος: http://alexander.ee.auth.gr:8083/eTHMMY/
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές
προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
- Αγγλικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
1. Μέθοδοι ανάλυσης Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων (Ηλεκτρικά Κυκλώματα Ι-ΙΙ 2-3ο Εξ).
2. Παρακολούθηση των μαθημάτων του βασικού κύκλου σπουδών: Σήματα και Συστήματα (4o Εξ) και Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου Ι (5ο Εξ) σε σχέση με τις έννοιες των συναρτήσεων μεταφοράς και απόκρισης συχνότητας γραμμικών συστημάτων.
3. Αρχές λειτουργίας και χαρακτηριστικά των τελεστικών ενισχυτών. Βασικές συνδεσμολογίες τελεστικών ενισχυτών. (Ηλεκτρονική ΙΙ, 4ο Εξ.)
Μαθησιακά Αποτελέσματα
1. Εμπεριστατωμένη και εις βάθος μελέτη των αρχών και μεθοδολογιών ανάλυσης και σχεδίασης ενεργών αναλογικών φίλτρων.
2. Κατανόηση των μεθόδων ελέγχου πόλων και μηδενικών των συναρτήσεων μεταφοράς που περιγράφουν τις διάφορες μορφές ενεργών φίλτρων.
3. Μελέτη και υπολογισμός των ευαισθησιών των φίλτρων σε σχέση με μια σειρά από διαφορετικούς παράγοντες που επιδρούν στο κέρδος της απόκρισης συχνότητας.
4. Ο φοιτητής θα πρέπει να είναι σε θέση να διακρίνει τις ιδιαιτερότητες της αρχιτεκτονικής, καθώς και τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των διαφόρων δομών φίλτρων, σε σχέση με την πολυπλοκότητα υλοποίησης των πραγματικών φίλτρων καθώς και τα χαρακτηριστικά απόκρισης τους στην συχνότητα.
5. Μελέτη και υλοποίηση διαφορετικών τύπων φίλτρων, χρησιμοποιώντας μια σειρά από ολοκληρωμένες στρατηγικές σχεδίασης διαδοχικών σταδίων.
6. Ο φοιτητής θα πρέπει να συνδυάζει εποικοδομητικά την αναλυτική σχεδίαση των μονάδων με τα κυκλωματικά χαρακτηριστικά των φίλτρων που προκύπτουν σε τελική φάση ανάπτυξης.
7. Δίνεται έμφαση στην ρεαλιστική αντιμετώπιση των σχεδιάσεων μέσω της ανάθεσης στους φοιτητές μια σειράς εργασιών. Τα ζητούμενα των εργασιών εστιάζονται τόσο στην αναλυτική σχεδίαση όσον και στην κυκλωματική υλοποίηση των φίλτρων. Ο έλεγχος ικανοποίησης των προδιαγραφών σχεδίασης του φίλτρου σε αναλυτικό και κυκλωματικό επίπεδο γίνεται με χρήση κατάλληλων προγραμμάτων λογισμικού (MATLAB, Simulink, EWB, SPICE).
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
- Λήψη αποφάσεων
- Αυτόνομη εργασία
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
Τύποι Ηλεκτρικών φίλτρων, συναρτήσεις μεταφοράς, αποκρίσεις συχνότητας, διαγράμματα Bode. Κλιμακοποίηση πλάτους και συχνότητας, τελεστικοί ενισχυτές – βασικές συνδεσμολογίες, διγραμμικές συναρτήσεις μεταφοράς.
Φίλτρα πρώτης τάξης - Παθητικές και ενεργές υλοποιήσεις. Δι-τετράγωνα κυκλώματα, γεωμετρικός τόπος ριζών, συναρτήσεις ευαισθησίας, στατιστική ανάλυση ευαισθησιών κέρδους. Έλεγχος πόλων και μηδενικών με εξαρτημένες πηγές.
Υλοποιήσεις δι-τετράγωνων συναρτήσεων μεταφοράς με θετική και αρνητική ανάδραση. Υλοποιήσεις διτετράγωνων συναρτήσεων μεταφοράς με τελεστικούς απείρου κέρδους. Τεχνική δημιουργίας μηδενικών, διτετράγωνα κυκλώματα Fried, διτετράγωνα κυκλώματα πολλαπλών ενισχυτών.
Μεθοδολογίες σχεδίασης παθητικών φίλτρων. Σχεδίαση κατωδιαβατών φίλτρων Butterworth, Chebychev, inverse Chebychev και Ελλειπτικών φίλτρων (Cauer). Μετασχηματισμοί συχνότητας. Σχεδίαση ζωνοδιαβατών φίλτρων, μετασχηματισμοί πόλων και μηδενικών, αλγόριθμος Geffe. Σχεδίαση ανωδιαβατών και ζωνοφρακτικών φίλτρων.
Σχεδίαση φίλτρων Bessel-Thomson, καθυστέρηση φάσης και σήματος, συνάρτηση μεταφοράς φίλτρων καθυστέρησης, πόλοι της απόκρισης φίλτρων Bessel-Thomson.
Σχεδίαση φίλτρων GIC με μετατροπείς σύνθετων αντιστάσεων. Σχεδίαση φίλτρων διαφόρων μορφών με πυκνωτές μεταγωγής.
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 36 | 1,2 | |||
| Φροντιστήριο | 36 | 1,2 | |||
| Συγγραφή εργασίας / εργασιών | 30 | 1 | |||
| Εξετάσεις | 48 | 1,6 | |||
| Σύνολο | 150 | 5 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Ο συνολικός βαθμός καθορίζεται σαν σταθμισμένος μέσος που προκύπτει από την αξιολόγηση των γραπτών υπομνημάτων των υποχρεωτικών (5) θεμάτων, καθώς και από την προφορική εξέταση των φοιτητών πάνω στις υποβληθήσες εργασίες.
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εργασία (Συμπερασματική)
- Έκθεση / Αναφορά (Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
1. Αναλογικά Φίλτρα, Σπύρος Α. Πακτίτης, Εκδόσεις Ίων (4η έκδοση 2007) ΑΘΗΝΑ, ISBN: 978 – 960 – 411 – 641 – 6, ΚΩΔ.ΕΥΔ.: 14454
2. “Analog Filter Design” [Hardcover] by M. E. Van Valkenburg, Oxford University Press, USA, ISBN-10: 0195107349, 1995.
3. “Design of Analog Filters”, by Rolf Schaumann and Mac E. Van Valkenburg, Oxford University Press, USA, ISBN-10: 0195118774, 2001.
Τελευταία Επικαιροποίηση
23-12-2015
