Файл: Курсовая по электротехнике (Марсова) .doc

57

Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МАТИ - РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.Э. ЦИОЛКОВСКОГО» (МАТИ)

Кафедра «Прикладная математика, информационные технологии

и электротехника»

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ТИПОВЫХ

ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Методические указания к выполнению курсовой работы КР7

по модулю 2 «Электроника» базовой дисциплины для вузов

«Электротехника и электроника»

естественнонаучных направлений подготовки бакалавров

Составитель

проф., д.т.н. Опадчий Ю.Ф.

Москва

2014

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания к выполнению курсовой работы КР7 «Анализ и синтез типовых электронных устройств» предназначены для студентов ву­зов, изучающих базовую дисциплину «Электротехника и электроника» в объёме 7-8 зачётных единиц (252-288 академических часов), включенной в примерные образовательные программы ФГОС ВПО-3 естественнонаучных профилей подготовки бакалавров и дипломированных специалистов. В методических указаниях излагается содержание курсовой работы КР7 по дисциплине «Электротехника и электроника» (модуль 2 «Электроника»), приводится перечень заданий, подлежащих выполнению, рекомендации по оформлению отчета по работе, основные теоретические положения, относящиеся к тематике заданий курсовой работы, и примеры выполнения заданий.

Курсовая работа КР7 состоит из трёх заданий:

З а д а н и е 7.1. Построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики (ЛАЧХ) преобразователя сигналои на операционном усилителе (срок сдачи – в конце второго месяца семестра).

---

З а д а н и e 7.2. Синтез комбинационного логического устройства в заданном базисе логических элементов (срок сдачи – в конце третьего месяца семестра).

З а д а н и е 7.3. Синтез цифрового автомата (срок сдачи и защита курсовой работы – в зачётную неделю семестра).

Итоговая оценка (отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно) за выполненную, оформленную в соответствии с требованиями к отчету по работе и защищённую курсовую работу заносится преподавателем в зачётную ведомость учебной части института (деканата) в конце семестра т о л ь к о после защиты всех лабораторных работ, предусмотренных к выполнению в семестре по модулю 2 «Электроника» дисциплины «Электротехника и электроника», так как целями взаимосвязанных курсовой работы и лабораторно-прак­тических занятий являются:

 получение навыков расчёта параметров и построения характеристик типовых электронных устройств;

 практическое и экспериментальное закрепление теоретических положений, рассмотренных на лекциях.

В н и м а н и е! В случае пропусков (без уважительных причин) лабораторных работ и их выполнения (с разрешения дирекции института) и за­щит в назначаемые кафедрой дни в конце семестра, а также в случае сдачи соответствующих заданий курсовой работы на проверку преподавателю с опозданием более одной недели от указанных сроков, тем более в экзаменационную сессию после окончания семестра, максимальная интеграль­ная оце­н­ка (по защите курсовой работы и отчётов всех лабораторных работ), заносимая в зачётную ведомость, у д о в л е т в о р и т е л ь н о.

Студент, не выполнивший и не защитивший лабораторные работы в те­кущем семестре, а также получивший неудовлетворительную оценку или вообще не аттестованный за курсовую работу, к экзамену по дисциплине «Электротехника и электроника» не допускается кафедрой, о чем в соответствующей графе экзаменационной ведомости (напротив фамилии студента) в день экзамена ставится отметка н/к (не допущен к экзамену кафедрой).

---

Оформление отчёта по курсовой работе

1. Пояснительная записка к курсовой работе оформляется на стандартных листах белой бумаги форматом А4, сброшюрованных в папку, на одной стороне листов с полями не менее 25-30 мм, где первая страница служить титульным листом отчета по работе. В верхней части обложки последовательно указать: Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «МАТИ – Российский государственный техно­логический университет имени К. Э. Циолковского» (МАТИ), Кафе­дра «Прикладная математика, информационные технологии и электротехника». Ниже (по центру): Курсовая работа по модулю 2 «Электроника» дисциплины «Электротехника и электроника» на тему: АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ТИПОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ.

Ниже записать: полный номер группы (например, 3АСУ-2ДБ-202), фамилию И. О. студента, полный код расчётного варианта, например, КР7-13 (КР7.1-13, КР7.2-13, КР6.7-13 – коды 13-го варианта соответственно 1-го, 2-го и 3-го заданий курсовой работы КР7).

Еще ниже привести данные:

Выполнил: "___" ­­­__________201__г., Подпись студента, Сдано преподавателю на проверку "__"_ ______201__г., Проверил: ______________ (доцент Иванов И. И.), "___" _______ 201__г.

2. На второй странице пояснительной записки приводится полное задание на курсовую работу (см. стр. 2).

3. На следующей странице представляется Аннотация выполненной работы (не более 2/3 страницы) с краткой характеристикой расчётных схем, используемых методов (законов, правил и т.п) расчёта цепей, синтеза устройств и полученных результатов выполнения заданий.

Например, аннотация первого задания:

«В Задании 1 проведен анализ частотных свойств преобразователя аналоговой информации, выполненном на основе операционного усилителя. При анализе схемы и её расчёте использован операторный метод получения передаточных функций элементарных звеньев и преобразователя, охваченного цепью отрицательной обратной связи. На основе передаточной функции рассчитана и построена ЛАЧХ заданного преобразователя и определены основные параметры».

Аналогично даётся аннотация выполненных 2-го и 3-го заданий работы КР7.

4. На четвертой странице записывается заглавие 1-го задания курсовой работы и под ним (в скобках) код расчётного варианта. Ниже вычерчивается (с соблюдением ГОСТ 2.721-74) принципиальная электрическая схема устройства и под ней выписываются из таблицы 7.1 исходные данные для расчёта заданного варианта, например: DА - К140УД10, R₁ = 36 кОм, R₂ = 12 Ом, С₁ = ... и т.д.

---

5. Далее, выполняется поэтапный расчёт схемы с соответствующими заголовками каждого этапа (шага), с вычерчиванием необходимых расчётных схем, записью уравнений и формул в общем виде с последующей подстановкой численных значений входящих в формулы физических величин и с записью промежуточных результатов расчёта (для поиска возможных ошибок в расчёте преподавателем). Результаты расчётов следует округлять, оставляя не более четырех-пяти значащих цифр, выражая числа с плавающей запятой, если они велики или малы.

6. Диаграммы и графики вычерчиваются на миллиметровой бумаге (или с мелкой сеткой при выполнении работы на ПК) с использованием соответствующих равномерных или логарифмических) масштабов по осям и с указанием размерностей. Рисунки и диаграммы должны быть пронумерованы и снабжены надписью, например, Рис. 2. ЛАЧХ последовательного звена коррекции. Нумерация, как рисунков, так и формул – сквозная на всех трёх заданиям!

7. Далее, продолжение оформления отчётов по 2-му и 3-му заданиям.

8. По результатам расчётов и графических построений формулируются выводы по каждому заданию или в конце отчёта – по всей курсовой работе.

В н и м а н и е! 1. Небрежно оформленные отчеты по курсовой работе возвращаются студентам для переоформления. Также преподаватель возвращает отдельным студентам отчеты на доработку с пометками ошибок на листах или с перечнем замечаний и рекомендаций по исправлению оши­бок на титульном листе.

2. После защиты курсовых работ, пояснительные записки студентов групп с отметкой и подписью преподавателя (двух преподавателей) на титульных листах, за­не­сенных также в соответствующую ведомость и в зачётные книжки сту­дентов, сдаются на кафедру для хранения в течение двух лет.

---

Задание 1 Расчёт и построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики (лачх) преобразователя сигналов на операционном усилителе

Для заданной схемы преобразователя аналоговых сигналов на операционном усилителе (ОУ) рассчитать и построить его ЛАЧХ и определить основные параметры данного устройства.

Для этого согласно варианту (см. табл. 7.1) необходимо:

1.1. Вычертить в соответствии с ГОСТ расчётную принципиальную электрическую схему преобразователя аналоговых сигналов, используя заданные в таблице 7.2 схемы последовательного звена коррекции и звена цепи отрицательной обратной связи (ООС).

1.2. Пронумеровать сначала элементы последовательной цепи коррекции, а затем – элементы цепи ООС усилителя. Нумерацию элементов цепей выполнять слева направо (см. приложение 7.2).

1.3. Из таблицы 7.3 выписать заданные параметры звеньев преобразователя (выписываются параметры только тех элементов, которые присутствуют в полученной схеме устройства), а из таблицы 7.4 – тип и коэффициент усиления используемого операционного усилителя.

1.4. Записать в общем виде передаточную функцию преобразователя.

1.5. Получить передаточные функции последовательного звена коррекции и звена цепи ООСпреобразователя.

1.6. Получить передаточную функцию усилителя W_УС(р) с заданным звеном в цепи ООС усилителя.

1.7. С учетом полученных передаточных функций звеньев записать передаточную функцию преобразователя . Полученную передаточную функцию преобразовать к виду, содержащему стандартные сомножители видаК, р или р + 1, где К  постоянный коэффициент,   постоянная времени звена, р – оператор Лапласа. Значения К и  определяются параметрами элементов звеньев, входящих в заданное устройство.

1.8. Вычислить численные значения параметров К и , входящих в передаточную функцию преобразователя сигналов.

1.9. Вычислить частоты сопряжения асимптот ЛАЧХ анализируемого устройства и значения коэффициентов передачи для этих частот.

1.10. Используя полученные значения, построить ЛАЧХ исследуемого преобразователя сигналов и определить его коэффициент передачи и полосу пропускания.

---