Методические рекомендации по изучению дисциплины по дисциплине Электроника и схемотехника аналоговых устройств 2 для студентов специальности 5В071900

Титульный лист методических рекомендаций и указаний, методических рекомендаций, методических указаний

Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/40

Павлодар

Лист утверждения методических рекомендаций и указаний, методических рекомендаций, методических указаний			Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/41
		УТВЕРЖДАЮ Проректор по УР ___________ ___________ (подпись) (Ф.И.О.) «___»_____________20__г.

(должность, учёная степень, звание, подпись) (Ф.И.О.)

(наименование кафедры)

__________________________________________________

(наименование вида учебного документа (КП/КР/Кр/РГР/ЛР))

по дисциплине ______________________________________________

(наименование дисциплины)

для студентов специальности ___________________________________

(шифр и полное наименование специальности)
Рекомендовано на заседании кафедры

«_____»______________201__г., протокол №__

(подпись) (Ф.И.О.)

(наименование факультета)

«____»______________201__г., протокол №____

Председатель УМС _______________ ____________ «____» ________201__г

(подпись) (Ф.И.О.)

(подпись) (Ф.И.О.)

«_____»______________20__г. Протокол №____

Цель, задачи и содержание дисциплины «Электроника и схемотехника аналоговых устройств 2». 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

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

В. Спектральный анализ в нелинейных цепях.

Постановки задачи спектрального анализа: понятие рабочей точки, режимов и классов работы, параметры нелинейного элемента в статическом и динамическом режиме, типовое электронное аналоговое звено и задача спектрального анализа в нелинейной цепи.

Аппроксимация ВАХ нелинейных резистивных элементов: выбор способа аппроксимации, кусочно-линейная аппроксимация, аппроксимация степенным полиномом.

Спектральный анализ в нелинейной цепи: выбор метода спектрального анализа, методы трех и пяти ординат, метод угла отсечки, метод кратного аргумента.

Принцип электронного усиления. Классификация электронных усилительных устройств: по диапазону усиливаемых частот, по характеру усиливаемого сигнала, по усиливаемой электрической величине, по ширине полосы усиливаемых частот, по типу нагрузки. Основные технические характеристики усилительных устройств: коэффициент передачи и коэффициент преобразования, амплитудная, амплитудно-частотная (АЧХ), фазочастотная (ФЧХ) и переходная характеристики. Избирательные усилители: LC и RC- усилители.

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 каскада

Усиление электрических колебаний. Структурная схема усилителя. Режимы работы и классификация усилителей.

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.

Эквивалентные схемы усилительного каскада для режима малого сигнала.

Схемотехника резистивных усилительных каскадов. Особенности каскадов с общим коллектором (ОК). Эмиттерный повторитель. Эквивалентная схема эмиттерного повторителя. Составной Эмиттерный повторитель. Истоковый повторитель.

Особенности каскадов с общей базой (ОБ). Особенности широкополосных (импульсных) усилителей. Высокочастотная (ВЧ) и низкочастотная (НЧ) коррекции.

Определение, принципы, назначение и виды обратной связи (ОС). Структурная схема усилителя с ОС. Классификация ОС. Основные способы введения ОС в усилителях. Влияние ОС на основные показатели и характеристики усилительных устройств. Устойчивость устройств, охваченных ОС и ее определение с помощью различных критериев.

Усилительные каскады с отрицательной ОС. Последовательная ООС по току. Последовательная ООС по напряжению. Параллельная ООС по напряжению. Параллельная ООС по току. Дополнительные сведения по ОС. Комбинированная ООС. Многокаскадные усилители с ООС. Паразитные ОС в многокаскадных усилителях.
5 Усилители мощности

Определение. Виды усилителей мощности: одноактные и двухтактные усилители мощности, апериодические и резонансные усилители мощности. Согласование генератора и нагрузки. Зависимость выходной мощности усилителя и КПД от режима работы усилительного элемента. Энергетические соотношения в усилителе Трансформаторное и бестрансформаторное подключение нагрузки. Одноактный усилитель мощности. Ключевые усилители мощности С и D. Двухтактный апериодический усилитель, резонансный усилитель мощности. Бестрансформаторные усилители мощности.

Определение, назначение и особенности усилительных свойств ДК. Структурная схема ДК. Основное отличительное свойства дифференциального каскада усиление разностного и подавление синфазного сигналов. Способы повышения коэффициента подавления синфазных помех.

С. Устойчивость усилителей на ОУ. Цепи коррекции ОУ.

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

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

Общие сведения. Нелинейное преобразование спектров: усилители, умножители частоты, автогенераторы, преобразователи частоты, модуляторы, демодуляторы (детекторы), источники вторичного электропитания (ИВЭП). Перемножители аналоговых сигналов (ПАС).

Параметрические явления в электронных цепях.

Реализация конверторов и инверторов сопротивлений на управляемых источниках. Преобразователи напряжения в ток (ПНТ): вольтметры постоянного и переменного тока на ОУ, дифференциальный усилитель с токовым выходом. Преобразователи тока в напряжения (ПТН): усилитель тока, амплитудный детектор. Преобразователи сопротивления в напряжения (ПСН), напряжения в частоту (ПНЧ) и частоту в напряжения (ПЧН)
11 Компараторы и генераторы электрических колебаний

Назначение и виды генераторов. Принципы построения генераторов. Классификация автогенераторов. Условия самовозбуждения автогенераторов. Этапы работы автогенератора.

Генераторы гармонических колебаний. Классический LС – автогенератор. Высокочастотные гармонические генераторы. Стационарный режим работы, условия баланса амплитуд и фаз. Практическая схема классического автогенератора. Мягкий и жесткий режим работы автогенератора. Автогенератор на основе ОУ. Трехточечные автогенераторы. Стабильность частоты колебаний автогенератора. Кварцовые автогенераторы.

Автогенераторы на активных элементах с внутренним отрицательным сопротивлением. Низкочастотные гармонические автогенераторы: с трехзвенной RC цепью, с мостом Вина, с двойным Т-образным мостом. Функциональные генераторы.

Генераторы релаксационных колебаний. Формирователи импульсов. Импульсные генераторы. Аналоговые компараторы напряжений. Характеристики, классификация и применение аналоговых компараторов напряжения. Триггер Шмидта. Генераторы импульсов на дискретных элементах. Автоколебательный и ждущий мультивибратор. Одновибраторы. Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН). Генераторы импульсов на ОУ.
12 Заключение

Перспективы развития аналоговых электронных устройств.

1. 
   Денисов Н.П.. Электроника. Часть 2. Аналоговые устройства электроники. – Томск, ТУСУР, 2002.
   
2. 
   Гусев, В.Г. Электроника и микропроцессорная техника. - М.: Высшая школа, 2006.
   
3. 
   Щука А.А. Электроника. Учебное пособие.- Санкт-Петербург: ПХВ-Петербург. 2005.
   
4. 
   Денисов Н.П., Шарапов А.В., Шибаев А.А. Электроника и схемотехника. Часть2. Схемотехника аналоговых электронных устройств. – Томск, ТУСУР, 2002.
   
5. 
   Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. – М.: Горячая линия-Телеком, 2005.
   
6. 
   Опадчий Ю.Ф. и др. Аналоговая и цифровая электроника. – М.: Радио и связь, 2002.
   

7. 
   Несмелов Н.С., Славников М.М. Физические основы микроэлектроники. Учебное методическое пособие: - Томск. ТУСУР, 2002.
   
8. 
   Прянишников В.А. Электроника. Полный курс лекций. – СПб.: КОРОНА принт, Бином Пресс, 2006.
   
9. 
   Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника. – Ростов н/Д: Феникс, 2005.