ТИПОВАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

Образование высшее профессиональное

БАКАЛАВРИАТ

ЭЛЕКТРОНИКА И СХЕМОТЕХНИКА АНАЛОГОВЫХ УСТРОЙСТВ 2

050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

3 кредита
135 часов

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Алматы

2005

---

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 РАЗРАБОТАНА И ВНЕСЕНА учебно-методическим объединением высших учебных заведений по специальностям энергетики, радиоэлектроники и телекоммуникаций при Алматинском институте энергетики и связи.

2 УТВЕРЖДЕНА И ВВЕДЕНА В ДЕЙСТВИЕ приказом Министерства образования и науки Республики Казахстан от «__ » _______ 200_ г. №__.

3 ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

4 Типовая учебная программа разработана в соответствии с государственным общеобязательным стандартом образования по специальности
050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

5 Программа рекомендована к изданию НМС по специальности 050719 –
«Радиотехника, электроника и телекоммуникации» учебно-методического объединения высших учебных заведений по специальностям энергетики, радиоэлектроники и телекоммуникаций (протокол заседания Совета УМО № __ «___» _______ 2005г.)

Настоящая типовая программа не может быть тиражирована и распространена без разрешения Министерства образования и науки Республики Казахстан

---

Пояснительная записка

Курс «Электроника и cхемотехника аналоговых устройств 2» является обязательным предметом для студентов высших учебных заведений и включается в учебные планы в качестве профильной дисциплины.

Цель курса – формирование у студентов знаний основ схемотехники аналоговых электронных устройств (АЭУ) и методов их анализа, а также навыков выбора и построения узлов аналоговых электронных устройств.

Дисциплина «Электроника и cхемотехника аналоговых устройств 2» базируется на теоретических основах таких дисциплин, как: «Математика», «Физика», «Теория электрических цепей », «Электроника и cхемотехника аналоговых устройств 1» и др.

Задачи изучения дисциплины. В результате изучения курса студент должен освоить основные принципы построения аналоговых электронных схем, принципы функционирования усилительных и преобразовательных каскадов, генераторов сигналов, электрических фильтров, принципы работы аналоговых интегральных микросхем, разных аспектов применения элементной базы электроники в практической деятельности.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

– знать: классификацию и принципы функционирования основных аналоговых устройств и их базовых элементов, особенности и основные параметры дифференциальных и операционных усилителей, линейные и нелинейные схемы на основе операционных усилителей с обратными связями;

– уметь: строить многокаскадные усилители, решающие усилители, активные фильтры, генераторы синусоидальных колебаний, преобразователи, компараторы и проводить расчеты АЭУ;

– иметь опыт: снятия основных характеристик усилителей (амплитудно-частотную, фазочастотную, амплитудную) и определения параметров различных аналоговых схем, выбора элементной базы;

– иметь представление: о принципе действия современных аналоговых интегральных микросхем, об особенностях схемотехники аналоговых устройств, учитывающих их реализацию по интегральной технологии и обеспечение стабильности их работы.

Материал дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении курсов физико-математического цикла, а также дисциплин «Теория электрических цепей», «Электроника и схемотехника аналоговых устройств 1» и используется при изучении дисциплин «Электропитание радиоэлектронных устройств» и дисциплины специализации, в курсовом и дипломном проектировании.

1. Содержание дисциплины

1. Введение

Цель, задачи и содержание дисциплины. Объекты изучения аналоговых электронных устройств: усилители; многофункциональные преобразователи аналоговых сигналов; активные фильтры и схемы сравнения; автогенераторы. Методы изучение дисциплины: изучение и овладения основами теории аналоговых электронных устройств; изучение методов решения задач и практического применения основных теоретических положений дисциплины; формирование навыков по использованию приобретенных знаний.

---

Роль и место аналоговых электронных устройств среди других дисциплин электронного направления. Краткий исторический очерк развития аналоговых электронных устройств, отражающих ее основные этапы.

2. Показатели и характеристики аналоговых электронных устройств

Определение аналоговых электронных устройств. Принципы построения, особенности функционирования и область применения

Принцип электронного усиления. Классификация электронных усилительных устройств. Основные технические характеристики усилительных устройств: амплитудная, амплитудно-частотная (АЧХ), фазочастотная (ФЧХ) и переходная характеристики.

Основные технические параметры усилительных устройств: коэффициенты усиления; полоса пропускания; динамический диапазон; линейные и нелинейные искажения; входные и выходные параметры; согласование усилителя с источником сигналов и нагрузкой.

3. Схемы включения транзисторов и режимы работ транзисторов в усилительных каскадах.

Схемы усилительного каскада с общим эмиттером (ОЭ). Выбор рабочей точки на нагрузочной линии. Температурная стабилизация рабочей точки. Основные параметры схемы ОЭ: коэффициенты усиления тока и напряжения, входное и выходное сопротивления. АЧХ и ФЧХ каскада с ОЭ. Особенности каскадов с общим коллектором и (ОК) и с общей базой (ОБ). Особенности широкополосных (импульсных) усилителей. Высокочастотная (ВЧ) и низкочастотная (НЧ) коррекции.

4. Обратная связь и ее влияние на характеристики устройства

Принцип, назначение и виды обратной связи (ОС). Основные способы ее обеспечения. Влияние ОС на основные показатели и характеристики усилительных устройств. Устойчивость устройств, охваченных ОС и ее определение с помощью различных критериев.

5. Усилители мощности

Виды усилителей мощности: однотактные и двухтактные усилители мощности. Трансформаторное и бестрансформаторное подключение нагрузки. Ключевые усилители мощности С и D.

6. Дифференциальный каскад

Основное отличительное свойства дифференциального каскада усиление разностного и подавление синфазного сигналов. Способы повышения коэффициента подавления синфазных помех.

7. Операционные усилители

Классификация операционных усилителей (ОУ). Основные параметры и характеристики. Типовые структуры и каскады ОУ. Применение ОС для создания устройств аналоговой обработки сигналов. Устойчивость усилителей на ОУ. Цепи коррекции ОУ.

8. Устройства аналоговой обработки сигналов

Инвертирующий и неинвертирующий усилители на ОУ. Инвертор, повторитель и усилитель переменного сигнала на ОУ. Сумматоры, дифференциаторы, интеграторы, логарифматоры, аналоговые перемножители. Амплитудные и фазовые детекторы на ОУ

9. Активные RC- фильтры

Классификация активных фильтров (АФ). Фильтры Баттерворта, Чебышева, Бесселя. Аппроксимация амплитудно-частотных характеристик фильтров. Способы реализации фильтров. АФ низких, высоких частот, полосовые и режекторные фильтры.

---

10. Преобразователи сигналов

Реализация конверторов и инверторов сопротивлений на управляемых источниках. Преобразователи напряжения в ток (ПНТ), тока в напряжения (ПТН), сопротивления в напряжения (ПСН), напряжения в частоту (ПНЧ) и частоту в напряжения (ПЧН)

11. Компараторы и генераторы электрических колебаний

Аналоговые компараторы напряжений. Характеристики, классификация и применение аналоговых компараторов напряжения. Триггер Шмидта. Назначение и виды генераторов. Принципы построения генераторов. RC- и LC-генераторы синусоидальных колебаний. Генераторы релаксационных колебаний. Автоколебательный и ждущий мультивибратор. Генераторы линейно изменяющегося напряжения.

1.12 Заключение

Перспективы развития аналоговых электронных устройств.

2. Примерный перечень тем практических занятий

1. Построение нагрузочных и сквозных динамических характеристик.

2. Расчет цепей стабилизации и режима работы транзистора по постоянному току.

3. Расчет каскадов предварительного усиления.

4. Расчет цепей коррекции частотных и переходных характеристик усилительного каскада.

5. Расчет дифференциальных усилителей и ОУ.

6. Расчет оконечных усилительных каскадов.

7. Расчет устройств на операционных усилителях.

8. Расчет активных RC-фильтров.

9. Расчет генераторов сигналов.

3. Примерный перечень тем лабораторных занятий

1. Исследование резисторного каскада предварительного усиления.

2. Исследование дифференциальных усилителей.

3. Исследование инвертирующего и неинвертирующего усилителей на ОУ. Исследование решающих усилителей на ОУ.

4. Исследование выходных каскадов усилителей.

5. Исследование RC-генератора синусоидальных колебаний.

6. Исследование компаратора и триггера Шмидта на ОУ.

7. Исследование генератора прямоугольных импульсов.

8. Исследование генератора линейно изменяющегося напряжения.

4. Примерный перечень тем расчетно-графических работ

1. Расчет усилителя звуковой частоты.

2. Расчет усилителя мощности.

3. Графо-аналитический расчет усилителя на транзисторах.

4. Расчет активного фильтра низкой частоты Баттерворта, Чебышева.

5. Расчет активного фильтра высокой частоты Баттерворта, Чебышева.

6. Расчет полосового активного фильтра Баттерворта, Чебышева.

7. Расчет генератора прямоугольных импульсов.

8. Расчет генератора линейноизменяющегося напряжения.

9. Расчет генератора синусоидальных колебаний.

5. Используемые приборы и элементы

   1. Стенды для исследования аналоговых схем: резисторного каскада предварительного усиления, дифференциальных усилителей, инвертирующего и неинвертирующего усилителей на ОУ, решающих усилителей на ОУ, выходных каскадов усилителей, RC-генератора синусоидальных колебаний, компаратора и триггера Шмидта на ОУ, генератора прямоугольных импульсов, генератора линейно изменяющегося напряжения. (Могут использоваться, например,. учебные стенды DEGEM systems и другие отечественного и импортного производства),

   2. Осциллограф;

   3. Цифровой универсальный прибор.

---