Рабочая программа по дисциплине "Основы функционирования систем сервиса 3 (Схемотехника аналоговых электронных устройств)" для специальности "Сервис" (100101) Специализация “ Сервис электронных систем безопасности” (230705)

скачать Федеральное агентство по образованию ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (тусур) УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе __________ М. Т. Решетников «22» мая 2008 года РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине "Основы функционирования систем сервиса – 3 (Схемотехника аналоговых электронных устройств)" для специальности "Сервис" (100101) Специализация “Сервис электронных систем безопасности” (230705) ^ Факультет радиотехнический Профилирующая кафедра ТУ Курс третий Семестр – пятый Учебный план набора 2003 года и последующих лет ^ Распределение учебного времени Лекции - 45 часов Практические занятия - 18 часов Лабораторные занятия - 18 часов Всего аудиторных занятий 81 час Самостоятельная работа 49часов ^ Общая трудоемкость 130 часов Экзамен - пятый семестр 2008 Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО подготовки квалифицированных специалистов по направлению «Сфера обслуживания» (100000), утвержденного в 2000 г. Рабочая программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры "Средств радиосвязи" 28 августа 2008 г., протокол № 1 ^ Разработчик - доц. кафедры СРС И.А.Колесов Зав. обеспечивающей кафедрой СРС доктор техн. наук, профессор ^ С.В. Мелихов Рабочая программа согласована с факультетом, профилирующей и выпускающей кафедрой специальности Декан РТФ Л.А.Боков канд. физ. мат. наук, доцент Зав. профилирующей и выпускающей И.Н.Пустынский кафедрой ТУ доктор техн. наук, профессор ^ Рабочая программа по дисциплине " Схемотехника аналоговых электронных устройств " для специальности "Сервис " (100101) 1 Цели, задачи и место дисциплины в учебном процессе 1.1 Цели преподавания дисциплины Дисциплина знакомит студентов с основами схемотехники, методами анализа электронных устройств, формирует у студентов знания и умения, позволяющие осуществлять схемотехническое проектирование, анализ работы, ремонт и техническое обслуживание радиоэлектронных устройств, обеспечивающих усиление и аналоговую и цифровую обработку сигналов. Эти знания и умения имеют не только самостоятельное значение, но и обеспечивают базу для освоения специальных дисциплин. ^ 1.2 Задачи изучения дисциплины Овладение знаниями схем и принципов работы основных электронных устройств, в том числе на транзисторах и операционных усилителях, схем стабилизации режима активных элементов. Изучение назначения элементов схем аналоговых и цифровых устройств и влияния изменения их параметров на основные показатели аналоговых устройств. Усвоение методов анализа электронных устройств и применения их для исследования параметров и характеристик электронных устройств, в том числе с использованием эквивалентных схем активных элементов и динамических характеристик, эквивалентных схем замещения основных каскадов аналоговых электронных устройств. Изучение принципов построения цепей обратной связи и их влияния на основные показатели и стабильность характеристик аналоговых электронных устройств, построенных на базе усилителей с обратной связью. Усвоение принципов формирования цепей обратной связи с целью улучшения качественных показателей аналоговых устройств, получения требуемых параметров функционирования и обеспечения устойчивости устройств с обратными связями. Знакомство с основами схемотехнического проектирования электронных устройств, в том числе с применением операционных усилителей, с выполнением расчетов по выбору параметров и режимов работы активных элементов в разрабатываемых устройствах, с применением современной вычислительной техники. ^ 1.3 Перечень базовых дисциплин Высшая математика (функции, дифференциальное и интегральное исчисления, линейная алгебра, ряды, прямое и обратное преобразования Лапласа) Физика (основы теории электричества) Основы теории цепей (методы анализа электронных цепей, модели элементной базы) Радиотехнические цепи и сигналы (спектры сигналов, преобразование Фурье) Радиодетали, радиокомпоненты и микроэлектроника (принципы работы и модели активных элементов) 2 Содержание лекционного курса (45 часов) ^ 2.1 Аналоговые электронные устройства (4 часа) Краткий исторический очерк развития аналоговых электронных устройств. Определение. Области применения. Принципы построения. Особенности функционирования. Усилительные устройства и их роль при построении устройств аналоговой обработки сигналов. Классификация усилительных устройств. ^ 2.2 Показатели и характеристики усилительных устройств (4 часа) Коэффициент передачи. Коэффициент усиления. Частотная, фазовая и переходная характеристики. Условия неискаженной передачи сигнала. Частотные и фазовые искажения. Искажения прямоугольного импульса, вносимые квазилинейным усилителем, их связь с частотными искажениями. Входные и выходные параметры. Нелинейные искажения и меры их оценки. Амплитудная характеристика, динамический диапазон сигнала и усилительного устройства. Коэффициент полезного действия. Разбиение устройства на каскады. Определение показателей и характеристик многокаскадного устройства по показателям и характеристикам его каскадов. Суммирование частотных искажений и искажений переходных характеристик. Критический выброс переходной характеристики в области малых времен. ^ 2.3 Обратная связь и ее влияние на показатели и характеристики аналоговых устройств (6 часов) Определение и назначение обратных связей. Классификация обратных связей, определение их вида в схеме. Влияние обратных связей на основные показатели и характеристики аналоговых устройств (коэффициент передачи, коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления, линейные и нелинейные искажения). Чувствительность усилителей с обратной связью к изменению параметров их элементов. Устойчивость устройств с обратной связью. Способы обеспечения устойчивости. ^ 2.4 Активные элементы в усилительных каскадах (6 часов) Эквивалентные схемы активных элементов. Схемы включения активных элементов. Сравнение их характеристик по входным и выходным импедансам, усилительным способностям. Построение и использование динамических характеристик. Цепи питания, обеспечивающие режимы работы транзисторов по постоянному току. Значение этих цепей для стабилизации и надежности работы усилительных и других устройств аналоговой обработки сигналов. Влияние разброса параметров, прямого и косвенного влияния температуры окружающей среды на стабильность режимов активных элементов и связанные с ней параметры усилителей (линейные и нелинейные искажения, номинальный уровень выходного сигнала). Стабилизация режимов работы транзисторов по постоянному току с помощью цепей, сопротивление которых изменятся при изменении температуры, с помощью цепей отрицательной обратной связи (коллекторная, эмиттерная, коллекторно-эмиттерная схемы стабилизации). Генераторы стабильного тока и стабильного напряжения и их использование для обеспечения стабилизации токов покоя транзисторов. Применение ЭВМ для расчета стабилизации режима транзисторов. ^ 2.5 Каскады предварительного усиления (7 часов) Требования, предъявляемые к каскадам предварительного усиления, и особенности анализа этих каскадов, связанные с малым уровнем входного сигнала, при котором нелинейность характеристик транзисторов можно не учитывать. Применение линеаризованных эквивалентных схем для анализа характеристик каскадов предварительного усиление. Упрощение эквивалентных схем каскадов для расчетов, не связанных с ЭВМ. Три схемы включения активного трехполюсника. Повторители, их свойства и применение. Применение усилительных элементов, состоящих из нескольких транзисторов (составные транзисторы). Усилительные каскады с транзисторами, включенными с общим эмиттером и общим истоком. Резисторные каскады. их принципиальные и эквивалентные схемы, назначение элементов. Коэффициенты усиления, частотные и фазовые характеристики в области верхних частот и переходные характеристики в области малых времен. Площадь усиления. Импульсная добротность каскада. Применение цепей коррекции для увеличения площади усиления и импульсной добротности. Получение частотных и переходных характеристик заданной формы. Частотные искажения в области нижних частот и искажения вершины импульса, возникающие в резисторных каскадах из-за наличия разделительных конденсаторов и из-за наличия блокировочных конденсаторов в эмиттерных и истоковых цепях усилительных элементов. Низкочастотная коррекция и коррекция искажений плоской вершины импульса. Схемы, принцип работы, расчет элементов корректирующих цепей. Выбор места включения корректирующего фильтра. ^ 2.6 Оконечные усилительные каскады (2 часа) Требования, предъявляемые к оконечным каскадам, и особенности расчета этих каскадов, обусловленные использованием большого участка динамической характеристики, нелинейность которой необходимо учитывать. Режимы работы усилительных элементов. Энергетические характеристики режимов А и В. Учет скважности импульсов при большой амплитуде сигнала. Выбор транзисторов для оконечных каскадов и схем их включения. Повторители в усилителях мощности. ^ 2.7 Усилители постоянного тока (4 часа) Проблемы построения схем усилителей с непосредственной связью. Варианты их решения. Дифференциальный усилительный каскад. Основные свойства и расчет этого каскада. Коэффициент усиления дифференциального сигнала. Коэффициент передачи синфазного сигнала. Использование дифференциальных каскадов в аналоговых усилителях. Регулировка усиления в дифференциальных каскадах. Применение высокочастотной коррекции. Усилители постоянного тока с преобразованием спектра сигнала. ^ 2.8 Операционные усилители и аналоговые устройства (10 часов) Свойства идеального операционного усилителя. Основные показатели реальных операционных усилителей. Сдвиги нуля выходного напряжения и способы их уменьшения. Диаграммы Боде операционных усилителей. Обеспечение устойчивости усилителей с глубокой обратной связью. Использование операционных усилителей для усиления, сложения, вычитания, интегрирования, логарифмирования, антилогарифмирования и перемножения сигналов. Компараторы. Активные RC-фильтры на операционных усилителях. ^ 2.9 Заключение (2 часа) Применение ЭВМ для расчета и проектирования аналоговых устройств. Проблемы и перспективы развития аналоговых электронных устройств. ^ 3 Перечень тем лабораторных работ (18 часов) 3.1 Исследование резисторного усилительного каскада на полевом транзисторе в схеме с общим истоком 4 часа 3.2 Исследование резисторного усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме с общим эмиттером 4 часа 3.3 Исследование каскада усилителя на биполярном транзисторе коррекцией в частотной и временной областях 6 час. 3.4 Исследование усилительного каскада на интегральной микросхеме с глубокой обратной связью 4 часа 4 Практические занятия (18 часов) 4.1 Работа активного элемента в схеме 2 часа 4.2 Динамические характеристики 2 часа 4.3 Графический расчет усилительного каскада 4 часа 4.4 стабилизация режима каскада на биполярном транзисторе 2 часа 4.5 Аналитический расчет каскада с общим эмиттером как усилителя гармонических сигналов на основе упрощенных эквивалентных схем 2 часа 4.6 Расчет каскада с общим эмиттером как усилителя импульсных сигналов 2 часа 4.7 Обратные связи. Расчет инвертирующего и неинвертирующего каскадов усилителей на операционных усилителях 4 часа ^ 5 Самостоятельная работа (49 часов) Изучение материала по темам лекций - в пределах 0.5 часа на одну лекцию (за исключением первой лекции) 10 часов ^ Самостоятельное изучение по учебной литературе разделов: стабилизация режима транзисторов (4 часа) ^ схемы усилителей мощности (4 часа) способы включения активных элементов, повторители (3 часа) цепи связи каскадов в усилителях постоянного тока (4 часа) варианты реализации перемножителей и делителей сигналов (2 часа) компьютерный анализ и проектирование аналоговых устройств (3 часа) Подготовка к лабораторной работе и написание отчета (2 часа на одну четырехчасовую лабораторную работу) (8 часов) Выполнение индивидуальных задач по темам практических занятий (1,5 часа на каждое занятие кроме первого) (11 часов) 6 Рейтинговая раскладка (5 семестр, максимум 120 баллов) 6.1 практические занятия  максимум по 6 баллов за каждый элемент контроля, выполненный в установленный срок: Тесты по темам 4.1, 4.2 12 баллов Индивидуальные задачи по темам 4.3 … 4.7 30 баллов 6.2 лабораторные занятия  максимум по 12 баллов за каждый отчет (по 3.1 … 3.4 работам), защищенный с первого предъявления не позднее двух недель после своевременно выполненной работы 48 баллов 6.3 посещаемость лекций  по 0,5 балла за каждую из лекций: 10 баллов Примечание. Дополнительные (премиальные) баллы начисляются по результатам работы: 1) за моделирование на ЭВМ устройств, рассчитанных на практических занятиях,  максимум 10 баллов при использовании не менее, чем в 2-х задачах; 2) за использование в решаемых задачах теоретических сведений, вынесенных на самостоятельную проработку  максимум 10 баллов.  Текущий рейтинг может конвертироваться в семестровую оценку за экзамен в соответствии с Положением о рейтинговой системе ТУСУР. при этом семестровый рейтинг будет равен текущему рейтингу. Литература о с н о в н а я 1 Палов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых устройств: Учебник для вузов – 2-е изд., исправ. М.: Горячая линия - Телеком, 2001. – 320с.: ил. 2 Ногин В. Н. Аналоговые электронные устройства: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1992. 3. Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для вузов / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров; Под ред. О.П. Глудкина. М.: Горячая линия  Телеком, 2005.  768с.: ил. д о п о л н и т е л ь н а я 4 Шарапов А.В. Электронные цепи и микросхемотехника. Часть1. Аналоговая схемотехника: Уч. Пособие. – Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, - 2003. 5 Колесов И. А. усилительные устройства бытовой радиоэлектронной аппаратуры: Учебное пособие.  Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2003. 247с.: ил. 6 Остапенко Г.С. Усилительные устройства.- М.: Радио и связь, 1989 7 Войшвилло Г.В. Усилительные устройства.- М.: Радио и связь, 1989 8 Усилительные устройства: Учеб. пособие для высших учебных заведений /Под ред. О.В. Головина – М.: Радио и связь, 1993.-352с. 9 Карнащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. – М.: "Солон-Р", 1999г., 506с. 10 Шарыгина Л.И. Сборник задач по усилительным устройствам: Учебное пособие. – Томск: Томск. гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники, 2001.–115с. Скачать 114,38 Kb. оставить комментарий Дата 29.09.2011 Размер 114,38 Kb. Тип Рабочая программа, Образовательные материалы