WWW.KNIGA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, пособия, учебники, издания, публикации

 

Pages:   || 2 |

«Кафедра автоматизации производственных процессов и электротехники УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Информационно-измерительная техника и электроника Основной ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Амурский государственный университет»

Кафедра автоматизации производственных процессов и электротехники

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ

Информационно-измерительная техника и электроника

Основной образовательной программы по специальности 140204.65 «Электрические станции»

140205.65 «Электроэнергетические системы и сети»

140211.65 «Электроснабжение»

140203.65 «Релейная защита и автоматизация энергетических систем»

Благовещенск 2012 УМКД разработан старшим преподавателем Карповой Татьяной Викторовной Рассмотрен и рекомендован на заседании кафедры Протокол заседания кафедры от «» _2012 г. № _ Зав. кафедрой / А.Н. Рыбалев /

УТВЕРЖДЕН

Протокол заседания УМСС «Электрические станции», «Электроэнергетические системы и сети», «Электроснабжение», «Релейная защита и автоматизация энергетических систем»

От «_» _2012 г. №_ Председатель УМСС / Ю.В. Мясоедов/

1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

1.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина ОПД.Ф.04.03 "Информационно-измерительная техника и электроника" по специальности» ОПД.Ф.4 140204.65 «Электрические станции»

ОПД.Ф.14 140205.65 «Электроэнергетические системы и сети»

ОПД.Ф.11 140211.65 «Электроснабжение»

ОПД Ф.12 140203.65 «Релейная защита и автоматизация энерге тических систем изучает современную элементарную базу электроники, принципы построения и использования устройств промышленной электроники и информационно-измерительной техники в электроэнергетических сетях и системах.

Цель изучения дисциплины - освоение принципов действия полупроводниковых приборов, усилительных, импульсных, логических, цифровых и преобразовательных устройств и основным особенностям их использования в электротехнических и электромеханических установках, освоение современных средств и методов электрических измерений, обработки и представления их результатов.

В результате изучения дисциплины специалист должен приобрести умение четко представлять принцип действия электронных элементов и устройств, экспериментальным путем определить их параметры и характеристики, а также оценивать техникоэкономическую эффективность применения этих устройств, оптимально выбрать средство измерения для поставленной задачи измерения, выполнить измерение, обработать и надлежащим образом представить его результаты.

Дисциплина базируется на курсах высшей математики, физики, теории электрических и магнитных цепей. Знания, полученные по данной дисциплине, могут быть непосредственно использованы в инженерной практике.

1.2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности» ОПД.Ф.4 140204.65 «Электрические станции»

ОПД.Ф.14 140205.65 «Электроэнергетические системы и сети»

ОПД.Ф.11 140211.65 «Электроснабжение»

ОПД Ф.12 140203.65 «Релейная защита и автоматизация энергетических систем указаны в государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования ( приказ № 686 от 02.03.2000г.) ОПД.Ф.04.03. Информационно-измерительная техника и электроника: электроника;

полупроводниковые приборы; усилители переменного и постоянного тока; операционные усилители; компараторы; усилители и генераторы на операционных усилителях;

логические элементы; комбинационные логические схемы, триггеры, счетчики, регистры, запоминающие устройства; преобразователи кодов; управление семисегментными индикаторами; информационно-измерительная техника; виды и средства измерений;

измерительные преобразователи и аналоговые электромеханические электроизмерительные приборы; электронные аналоговые и цифровые измерительные приборы, осциллографы, вольтметры, частотомеры; информационно-измерительные системы.

Дисциплина «Информационно-измерительная техника и электроника» в системе подготовки специалистов входит в цикл общепрофессиональных дисциплин учебного плана и базируется на трех фундаментальных дисциплинах – «Высшая математика», «Физика», «Теория электрических и магнитных цепей» и «Информатика». Наиболее важными для усвоения курса являются следующие разделы этих дисциплин:

• теория функций комплексного переменного;

• дифференциальное и интегральное исчисление;

• интегральные преобразования Фурье и Лапласа;

• электричество и магнетизм;

• вычислительные методы решения систем линейных уравнений с дифференциальных уравнений 1-го и 2-го порядков;

• простейшие навыки работы на компьютере и в сети Интернет.

«Информационно-измерительная электроника» является базой при изучении последующих дисциплин учебного плана:

• Электрические машины и аппараты;

• Электрические сети;

• Электроснабжение предприятий;

• Электропривод;

• Безопасность жизнедеятельности.

1.3.ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ





ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины «Информационно-измерительная техника и электроника» студент должен:

1) Знать: характеристики средств измерений;

измерительные преобразователи и электромеханические приборы;

электронные аналоговые и цифровые приборы;

приборы и преобразователи для измерения неэлектрических величин;

физическую сторону электромагнитных явлений в электронных устройствах;

методы анализа простейших электронных устройств и основные направления развития современной электроники;

2) Уметь: проводить эксперименты в электротехнических установках;

использовать средства информационно-измерительной техники;

использовать основные приемы обработки экспериментальных данных;

оценивать погрешности измерений;

измерять электрические и неэлектрические величины;

определять параметры и характеристики типовых электронных элементов и устройств;

анализировать экспериментально полученные результаты и сравнивать с теоретическими расчетами;

3)Владеть: навыками создания электронных устройств и их экспериментального навыками оценки характеристик средств измерений;

навыками расчетов погрешностей измерений;

навыками составления схем для электронных устройств.

1.4.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Общая трудоемкость дисциплины составляет часов.

1.5. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ ДИСЦИПЛИНЫ

Содержание дисциплины. Преимущества электронных, методов преобразования информации и энергии. Современное состояние и тенденции развития электроники и информационно-измерительной техники. Роль дисциплины в подготовке специалистов в области электроэнергетики Тема 2. Полупроводниковые приборы - 6 час.

Электропроводность полупроводников. Полупроводниковые диоды: устройство, принцип действия, вольтамперная характеристика. Типы диодов.

Биполярные транзисторы. Устройство и принцип действия. Схемы включения.

Статические ВАХ. Схемы замещения.

Полевые транзисторы с р-n переходом и МОП - транзисторы. Принцип действия.

Характеристики и параметры.

Классификация усилителей. Усилители переменного и постоянного тока. Классы усиления. Транзисторный усилительный каскад с общим эмиттером. Эмиттерный повторитель. Усилитель с общим коллектором. Усилительные каскады на полевых транзисторах. Усилители на полевых транзисторах Дифференциальные усилители.

Многокаскадные усилители с конденсаторной связью. Каскады усиления мощности.

Тема 4. Обратная связь. Операционные усилители – 4 час.

Предварительные сведения об обратной связи. Операционные усилители. Основные схемы включения. Анализ работы операционных усилителей. Генераторы на операционных усилителях. Компараторы.

Тема 5. Импульсная и цифровая техника – 12 час.

Мультивибраторы и одновибраторы. Генераторы линейно изменяющегося напряжения.

Блокинг-генераторы. Основы алгебры, логики. Логические элементы. Комбинационные логические схемы. Триггеры на логических элементах. Счетчики импульсов.

Дешифраторы. Регистры, запоминающие устройства. Преобразователи кодов. Управление Индикаторные приборы и их применение.

Тема 6. Маломощные выпрямители однофазного тока и стабилизатора – 2 час.

Работа неуправляемого выпрямителя. Параметрические и компенсационные стабилизаторы напряжения.

Раздел 2. Измерительная техника – 5 семестр.

Тема 1. Погрешности измерений – 2 час.

Основные понятия и виды погрешностей. Систематические и случайные погрешности.

Вероятностный подход к описанию погрешностей. Вероятностные оценки погрешностей.

Обработка результатов измерений при различных видах измерений.

Тема 2. Классификация средств измерений – 2 час.

Эталоны, образцовые и рабочие меры. Измерительные преобразователи, приборы и установки. Измерительные информационное системы. Государственная система обеспечения единства измерений.

Тема 3. Характеристики средств измерений – 2 час.

Основные метрологические характеристики средств измерений - статические и динамические. Нормирование метрологических характеристик. Способы выражения пределов допускаемых погрешностей. Классы точности средств измерений.

Тема 4. Структурные схемы средств измерений – 2 час.

Средства измерений прямого и уравновешивающего преобразования.

Тема 5. Меры, измерительные преобразователи и электромеханические приборы – 4 час.

Меры электрических величин: измерительные катушки сопротивления, индуктивности и взаимной индуктивности, измерительные конденсаторы, нормальные элементы, стабилизированные источники напряжения, измерительные генераторы, калибраторы, магазины мер.

Измерительные преобразователи электрических величин: шунты, добавочные резисторы, делители напряжения, измерительные усилители, измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Тема 6. Электромеханические приборы – 4 час.

Основы теории электромеханических приборов. Магнитоэлектрические, электродинамические, ферродинамические, электромагнитные, электростатические и индукционные приборы: общие сведения, измерительный механизм, достоинства и недостатки, область применения.

Тема 7. Электромеханические приборы с преобразователями – 2 час.

Общие сведения, выпрямительные приборы, термоэлектрические приборы.

Тема 8. Электронные аналоговые приборы и преобразователи – 6 час.

Общие сведения. Электронные вольтметры постоянного тока, переменного тока, универсальные, импульсные и селективные.

Приборы и преобразователи для измерения частоты и фазы. Приборы и преобразователи для измерения мощности и энергии. Приборы для измерения параметров электрических цепей: электронные омметры, приборы для измерения индуктивности, емкости и добротности.

Электронно-лучевые осциллографы. Устройство, принцип действия, структурная схема, виды развертки, основные характеристики.

Тема 9. Мосты и компенсаторы (потенциометры) – 4 час.

Общие сведения. Теория мостовых схем. Мосты для измерения сопротивлений на постоянном токе. Мосты переменного тока для измерения емкости, угла потерь, индуктивности и добротности.

Компенсаторы постоянного тока. Принцип действия, устройство, область применения Компенсаторы переменного тока. Принцип действия, устройство, область применения.

Автоматические мосты и компенсаторы.

Тема 10. Цифровые приборы и преобразователи – 8 час.

Общие сведения. Основные понятия и определения. Методы преобразования непрерывных измеряемых величин в коды. Классификация ЦИУ. Основные характеристики ЦИУ. Узлы цифровых измерительных устройств.

ЦИУ последовательного счета. ЦИУ с непосредственным преобразованием в код временных интервалов: хронометры, фазометры, периодометры, вольтметры. ЦИУ с непосредственным преобразованием в код частоты: частотомеры, вольтметры. ЦИУ с непосредственным преобразованием в код напряжения постоянного тока: вольтметры циклические и следящие. Информационно-измерительные системы.

ИУ последовательного приближения: вольтметры постоянного и переменного напряжения. ЦИУ считывания: для измерения перемещения, для измерения напряжения.

Регистрирующие приборы и устройства.

1.Техника безопасности при проведении лабораторных работ на электрическом оборудовании. Правила выполнения работ на универсальном лабораторном стенде ЭВ-4.

Правила оформления отчетов.

2.Исследование полупроводникового диода.

3.Исследование транзистора p-n-p, включенного по схеме с общим эмиттером.

4.Исследование однокаскадного усилителя.

5.Исследование двухкаскадного усилителя на транзисторах.

6.Исследование схем однофазных выпрямителей.

1.Средства измерений и их основные метрологические характеристики.

2.Электромеханические измерительные механизмы.

3.Цифровые измерительные приборы.

4.Исследование электронного осциллографа.

5.Измерение сопротивлений на постоянном токе.

6.Измерение мощности в цепях постоянного тока.

7.Определение частотной и фазовой погрешности ваттметра.

8.Измерение мощности в трехфазных цепях переменного тока.

9.Регистрирующие приборы.

1.Анализ и расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе.

2.Анализ и расчет усилительного каскада на полевом транзисторе.

1.Определение погрешностей измерения и параметров электромеханических приборов.

1.5.4 Вопросы, выделенные на самостоятельное изучение:

1. Электропроводность твердого тела. Проводники, полупроводники, 2. Классификация полупроводниковых диодов и их характеристика.

3. Дифференциальные усилители.

1. Абсолютная и относительная погрешности. Прямой и косвенный метод их вычислений.

2. Приборы электростатической и выпрямительных систем.

4. Измерения прямые, косвенные, совокупные, совместные.

6. Преобразователи для измерения длины и перемещения ( линейных и 1.6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 1 Разделы 1 и 2 Подготовка к лабораторным занятиям, оформление 2. Раздел 1,2. Выполнение домашней расчетно-графической работы 3. Разделы 1 и 2 Проработка лекций, в том числе разделов, выделенных 4. Разделы 1 и 2 Выполнение домашних заданий при подготовке к 1.7.ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Дисциплина «Информационно-измерительная техника и электроника» является одной из основных, изучаемых студентами в цикле « Общепрофессиональные» дисциплины, она представляет собой теоретическую и практическую основу, на которой базируется подготовка специалистов. Поэтому, при проведении всех видов занятий закладываются такие общепредметные умения, как классификация, моделирование, абстрагирование, многовариантность решения поставленной задачи, оценка полученных результатов и т.д.

На лабораторных занятиях каждый студент не только проводит эксперименты, но и анализирует полученные опытные результаты, сравнивая их с теоретическими расчетами.

При выполнении расчетно-графических работ рекомендуется использование вычислительной техники, применение прикладного программного обеспечения для решения конкретных задач.

1.8.ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ

РАБОТЫ СТУДЕНТОВ.

Текущий контроль знаний студентов предусматривает две контрольные точки в каждом семестре, оценки по которым выставляются по 4-х бальной символике «2»,»3»,»4»,»5» на основе:

• тестирования теоретических знаний, полученных за прошедший период • опроса на лабораторных занятиях;

• выполнения отчетов по лабораторным работам;

• выполнения расчетно-графических работ ( или их части);

• выполнения домашних заданий и контрольных работ;

• посещаемости все видов занятий;

• контроля записи конспектов лекций При зачете в четвертом семестре и экзамене в пятом семестре учитывается текущая успеваемость: студенты, имеющие по двум контрольным точкам пятерки и сдавшие домашнюю расчетно-графическую работу с учетом посещаемости всех видов занятий, могут получить зачет и экзамен соответственно без дополнительной сдачи.

1. Потребляет ли энергию идеальный диод?

2. Какая из схем включения биполярного транзистора обладает наибольшим коэффициентом усиления по мощности?

А) с общей базой;

Б) с общим эмиттером;

В) с общим коллектором.

3. Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения не зависит от:

А) частоты тока;

Б) сопротивления нагрузки;

В) величины питающего напряжения;

Г) характера нагрузки.

4. Какой тип нагрузки обеспечивает более равномерное усиление в широком диапазоне частот?

А) резистивный;

Б) индуктивный;

В) смешанный.

5. Какая обратная связь увеличивает коэффициент усиления по напряжения?

А) отрицательная;

Б) положительная;

В) и та и другая.

6. Чем отличается автогенератор от усилителя?

А) характером нагрузки;

Б) видом усилительного элемента;

В) наличием положительной обратной связи.

7. Какими параметрами схемы симметричного мультивибратора определяется длительность импульса на коллекторах транзистора?

А) постоянной времени зарядки;

Б) постоянной времени перезарядки.

8. Каков характер сил, действующих на электроны в трубке с электромагнитным управлением между фокусирующей и отклоняющей катушками?

А) только электромагнитные силы Лоренца;

Б) и электромагнитные, и электрические.

9. В каком режиме работает генератор пилообразного напряжения?

А) в режиме самовозбуждения;

Б) в ждущем режиме.

10. Какие направления характерны для совершенствования элементной базы электроники?

А) повышение надежности;

Б) снижение потребляемой мощности;

В) миниатюризация;

Г) все перечисленные.

1. Какой измерительный механизм имеет линейную шкалу?

А) магнитоэлектрический механизм;

Б) электромагнитный механизм;

В) электродинамический механизм;

Г) ферродинамический механизм;

Д) электростатический механизм.

2. Предел измерения амперметра можно увеличить, применив:

А) шунт;

Б) добавочное сопротивление;

В) измерительный трансформатор тока;

Г) измерительный трансформатор напряжения;

Д) усилитель напряжения;

Е) усилитель тока;

Ж) делитель напряжения.

3. Чем характеризуется точность измерения?

А) условиями эксперимента;

Б) качеством измерительного прибора;

В) относительной погрешностью измерения;

Г) точностью отсчета.

4. Как классифицируются приборы по принципу действия?

А) вольтметры, амперметры, ваттметры, счетчики, омметры, частотомеры;

Б) приборы магнитоэлектрической, электромагнитной и других систем.

5. В чем заключается сущность работы цифрового электроизмерительного прибора?

А) в цифровом изображении измеряемой величины;

Б) в квантовании измеряемой величины по времени и по уровню.

6. Какую мощность измеряет электродинамический ваттметр?

А) активную;

Б) реактивную;

В) полную.

7. Сколько зажимов необходимо для включения однофазного счетчика в сеть?

А) два;

Б) четыре;

В) шесть.

8. Как изменится ток в диагонали уравновешенного моста, если напряжение питания уменьшится?

А) уменьшится;

Б) увеличится;

В) останется равным нулю.

9. Будет ли работать осциллограф, если в измерительном элементе постоянный магнит заменить электромагнитом?

А) будет;

Б) не будет.

1. Электропроводность твердого тела. Проводники, полупроводники, диэлектрики.

2. Собственные и примесные полупроводники.

3. Легирование полупроводников.

4. P - N переход. Прямое и обратное включение.

5. Схемы выпрямления однополупериодная и двухполупериодная.

6. Полупроводниковые диоды и их краткая характеристика.

7. Выпрямительный диод и стабилитрон.

8. Биполярные транзисторы: характеристики, схемы включения и параметры.

9. Схема замещения биполярного транзистора и h-параметры.

10. Полевые транзисторы, принцип их работы.

11. Тиристоры.

12. Усилительный каскад на биполярном транзисторе. Графический расчет каскада.

13. Работа транзистора с нагрузкой. Определение положения рабочей точки.

14. Классификация усилителей.

15. Усилительный каскад на полевом транзисторе.

16. Дифференциальные усилители. Свойства и характеристики.

17. Операционные усилители. Классификация. Свойства и характеристики.

18. Усилители мощности: эмиттерный повторитель, однотактный трансформаторный усилитель мощности, двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности.

19. Обратные связи в усилителях.

20. Усилители постоянного тока (УПТ).

21. Операционные усилители (ОУ): параметры и характеристики.

22. Инвертирующий и неинвертирующий усилители на ОУ.

23. Интегратор и дифференциатор на ОУ.

24. Электронные генераторы.

25. ГЛИН.

26. Триггер Шмитта на ОУ.

27. Мультивибратор и одновибратор.

28. Логические элементы: определения, обозначения; логические функции.

29. Сумматор (двоичный одно- и многоразрядный).

30. Дешифратор, шифратор.

Вопросы к экзамену :

1. Меры основных электрических величин – Е, R, L и С.

2. Абсолютная и относительная погрешности. Вычисление погрешностей прямых и косвенных измерений.

3. Структурные схемы и свойства средств измерений..

4. Приборы магнитоэлектрических систем; устройство, свойства, особенности.

5. Приборы электромагнитной системы: устройство, свойства, особенности.

6. Приборы электро- и ферродинамической систем: устройство, свойства, особенности.

7. Приборы электростатической и выпрямительных систем: устройство, свойства, особенности.

8. Электронные вольтметры.

9. Анализаторы спектра.

10. Электронно-лучевой осциллограф. Блок схема.

11. Погрешность: абсолютная, относительная и приведенная 12. Измерения прямые, косвенные, совокупные, совместные.

13. Определение погрешности при непрямом измерении.

14. Методы непосредственных измерений и методы сравнения 15. Средства измерения, приборы и измерительные устройства 16. Эталоны: первичный, вторичный. Рабочие меры.

17. Поверка приборов, ее назначение и условия проведения.

18. Мостовые методы измерения. Уравновешенный и неуравновешенный мост.

19. Мосты отношения и произведения плеч. Особенности их применения.

20. Мосты постоянного тока. Условия баланса, их применение.

21. Мосты переменного тока. Условия баланса, их применение.

22. Мосты для измерения индуктивности и добротности.

23. Мосты для измерения емкости и тангенса угла потерь.

24. Принцип компенсационного метода измерения ЭДС.

25. Метод замещения.

26. Параметрические и генераторные преобразователи. Их особенности.

27. Виды параметрических преобразователей и их примеры.

28. Терморезисторы, их виды и их характеристики. Особенности и область 29. Тензорезисторы, их виды и их характеристики. Особенности и область 30. Использование преобразователей для измерения длины и перемещения 31. Фоторезисторы и их характеристики. Особенности и область использования.

32. Емкостные преобразователи перемещения, их особенности, причины, ограничивающие применение.

33. Емкостные преобразователи, их свойства, диэлектрики.

Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы включает: методические пособия по выполнению лабораторных работ, методические пособия по выполнению расчетно-графических работ, набор тестовых заданий по основным разделам дисциплины, которые находятся на кафедре, в читальном зале корпуса №6.

1.9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ «Электрические станции», «Электроэнергетические системы и сети»

«Электроснабжение», «Релейная защита и автоматизация энергетических систем»

а) основная литература:

1. Раннев, Г.Г. Информационно-измерительная техника и электроника: учеб.:/Г.Г. Раннев, В.А. Сурогина, В.И.Калашников -М.:Академия,2006. - 512с.

2. Атамалян, Э.Г.Приборы и методы измерения электрических величин: учеб. пособие:

/Э.Г. Атамалян.- М.: Дрофа,2005. - 415с.

3.Гусев, В.Г.Электроника и микропроцессорная техника :учеб.:рек.Мин.обр.РФ/В.Г.Гусев, Ю.М.Гусев.-5-е изд.,стер..-М.: Высш. шк.,2008.-798с.

б) дополнительная литература:

1.Прянишников, В.А. Электроника: Полный курс лекций: учеб.: / В.А.Прянишников.СПб.: Корона принт,2006,2010, 2004. – 416с.

2.Миловзоров, О.В. Электроника: учеб/О.В.Миловзоров, И.Г.Панков.– М.:Высш.шк.,2004.- 288с.

3. Гусев, В.Г. Электроника: учеб. пособие / В.Г.Гусев, Ю.М.Гусев. – М.: Высш. шк., 1991.

– 624с.

4.Зиновьев, Г.С. Основы силовой электроники :учеб. пособие / Г.С.Зиновьев.Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 2004. - 672с.

5. Калашников, В.И. Информационно-измерительная техника и технологии :учеб / В.И.Калашников, С.В.Нефедов, А.Б.Путилин– М.: Высш.шк., 2002.-456с.

6. Лачин, В.И. Электроника : учеб. пособие / В.И. Лачин, Н.С.Савелов. – Ростов:

2005,2007,2009, 2002.-573с.

в) научно-технические журналы:

1. Электротехника;

2. Электроника. Наука, технологии, бизнес.

г) программное обеспечение и Интернет-ресурсы N п/п Наименование ресурса Краткая характеристика

1.10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1.Универсальный лабораторный стенд ЭВ4, установленный в ауд. 505(6 корп.), предназначенный для проведения лабораторных работ по основным разделам дисциплины «Информационно-измерительная техника и электроника».

2.Компьютерный класс ауд. 506 ( 6 корп.) для выполнения индивидуальных заданий и РГР.

3. Видеопроектор.

2. КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ПРОГРАММНОГО МАТЕРИАЛА

План-конспект лекций.

2.1. Тема 1.Введение.(2час.) Содержание дисциплины. Преимущества электронных, методов преобразования информации и энергии. Современное состояние и тенденции развития электроники и информационно-измерительной техники. Роль дисциплины в подготовке специалистов в области электроэнергетики. История развития информационно-измерительной техники и электроники.

2.1.1.Цели и задачи:

Стремительное развитие «Информационно-измерительной техники и электроники» связано с появлением полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, которые находят широкое применение в энергетике, вычислительной технике, космонавтике, автоматике, радиотехнике, телевидении, медицине, биологии и др.

В современной измерительной технике нашли широкое применение большинство типов электронных устройств, выполняющих функции выработки и преобразования информационных электрических сигналов, формирования управляющих воздействий и сигналов индикации, например: аналоговые электронные устройства, логические электронные устройства, микропроцессорные устройства и ЭВМ. В различные исторические периоды состояние мер и измерительной техники находилось в прямой зависимости от хозяйственной деятельности, общественных. Религиозных и других факторов жизни общества. В связи с этим студенты должны знать:

• Содержание дисциплины;

• Цели и задачи изучения дисциплины;

Современное состояние и направления информационно-измерительной техники и электроники;

• Методы электрических измерений, обработки их результатов;

• Основные этапы развития информационно-измерительной техники и электроники.

2.1.2.Ключевые вопросы:

1.Каково преимущество различных методов преобразования информации и энергии?

2.Какое влияние оказывает изучаемая дисциплина в подготовке специалистов в области электроэнергетики?

3.Оцените современное состояние и тенденции развития информационноизмерительной техники и электроники?

2.2. Тема 2. Полупроводниковые приборы.(6 час) Лекция 1. Электропроводность полупроводников. Полупроводниковые диоды: устройство, принцип действия, вольтамперная характеристика. Типы диодов.

Полупроводниковые диоды. Плоскостные и точечные. Классификация их по назначению. Выпрямительные диоды, стабилитроны, туннельные диоды, варикапы, светодиоды. Принцип их работы. Основные параметры и характеристики. Условные обозначения и области применения. Математическая модель диода. Универсальная модель для статических и динамических режимов.

Лекция 2. Биполярные транзисторы. Устройство и принцип действия. Схемы включения.

Статические ВАХ. Схемы замещения.

• Полупроводниковые транзисторы. Назначение их: для усиления и генерирования колебаний, для коммутации электрических цепей.

• Классификация их: по диапазонам используемых частот, низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные и сверхвысокочастотные; по мощности – малой мощности, средней мощности, большой мощности; по конструкции – биполярные и полевые.

Биполярные транзисторы. Структура схема. Принцип усиления в транзисторах типа n-p-n и p-n-p. Учитывая, что усиление - это управление относительно мощным энергетическим потоком в выходной цепи с помощью малых затрат мощности сигнала во входной цепи, усилительные свойства транзистора заключаются в том, что ток эмиттера, создаваемый источником сигнала подается в коллекторную цепь, где ток коллектора течет уже под действием эдс коллектора, которая значительно больше эдс эмиттера. Схемы включения транзисторов: схема с общим эмиттером, схема с общем коллектором, схема с общей базой. Основные параметры транзисторов: дифференциальные коэффициенты передачи тока, коэффициенты усиления по току, по напряжению, по мощности. Входные и выходные характеристики в зависимости от схем включения. Н( h) – параметры биполярного транзистора, как четырехполюсника.

Лекция 3.Полевые транзисторы с р-n переходом и МОП - транзисторы. Принцип действия.

Характеристики и параметры. Тиристры.

• Полевые транзисторы. Структурная схема. Исток, сток и затвор. Схемы включения. Основные характеристики полевых транзисторов: входные, выходные( стоковые), стокозатворные: коэффициент усиления, крутизна стокозатворной характеристики; дифференциальное сопротивление стока.

• Тиристоры. Управляемые - тринисторы и неуправляемые – динисторы.

• Схема динистора и его вольтамперная характеристика. Структурная схема тринистора и его характеристика. Обозначения тиристоров и области применения. Преимущества их.

2.2.1.Цели и задачи:

Хорошее усвоение этой темы зависит прежде всего от первоначальных знаний студентов из физики и химии. Важной задачей является правильная ориентация будущих специалистов уже на первоначальной стадии изучения электроники. Студенты должны понять, что различные области современной технической электроники базируются на единой основе – применении простых полупроводниковых приборов и сложных таких, как интегральные микросхемы и оптоэлектронные приборы. Они должны знать:

• что принцип работы всех простых полупроводниковых приборов основан на свойствах полупроводниковых веществ;

• графические обозначения приборов и их области применения;

• что электронные устройства являются эффективным средством для решения различных проблем в области сбора, хранения и преобразования информации, автоматического и автоматизированного управления;

• основы математического моделирования простых полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов).

2.2.2. Ключевые вопросы:

1.Что такое электропроводность полупроводников?

2. Какие основные свойства электронно-дырочного перехода лежат в основе принципа действия полупроводниковых приборов?

3. Что такое стабилитроны? Для чего они используются в электронных устройствах?

4. Чем отличаются полевые транзисторы от биполярных?

5. Что такое коэффициент усиления транзистора?

6. Для чего используются тиристоры?

7. Что характеризуют входные и выходные характеристики транзисторов?

8. Какие величины характеризуют общетехнические и экономические параметры полупроводниковых приборов?

9. Что можно узнать из буквенно-цифрового кода полупроводниковых приборов?

2.3.Тема 3. Усилители.(10 час.) Лекция 1.Классификация усилителей. Классы усиления. Транзисторный усилительный каскад с общим эмиттером.

Назначение электронных усилителей. Усиление сигналов по напряжении, току, мощности. Структурная схема усилительного каскада. Активный усилительный элемент, пассивные элементы для поддержания режима работы.

Классификация усилителей: по функциональному назначению – усилители напряжения, мощности, тока; по характеру усиливаемых сигналов:

- усилители гармонических сигналов, усилители постоянного тока, импульсные усилители; по частоте усиливаемого сигнала: усилители низкой частоты, широкополостные, избирательные усилители; в зависимости от используемых межкаскадных связей: усилитель с гальванической связью, усилители с резистивно-емкостной связью, с трансформаторной связью, со связью через колебательный контур.

Основные параметры усилителей. Коэффициенты усиления по току, напряжению, мощности. Коэффициент полезного действия. Входные и выходные напряжения, токи, сопротивления. Искажения сигналов: линейные и нелинейные. Внутренние помехи.

Основные характеристики усилителей. Амплитудная, амплитудно-частотная, фазочастотная, переходная. Полоса пропускания частот.

• Базовые усилительные каскады и их свойства. Однокаскадные усилители на транзисторах. Усилительный каскад по схеме с общим эмиттером для усиления гармонических сигналов. Простейшая схема. Выбор рабочей точки с помощью входных и выходных характеристик. Режимы работы транзистора в усилителях: режим А. режим В, режим С, режим Д.

Промежуточные режимы.

Лекция2. Эмиттерный повторитель. Усилитель с общим коллектором.

Лекция 3. Усилительные каскады на полевых транзисторах.

Лекция 4. Усилители на полевых транзисторах Дифференциальные усилители.

Лекция 5. Многокаскадные усилители с конденсаторной связью. Каскады усиления мощности. А именно:

• Многокаскадные усилители. Структурная схема. Входное и выходное устройства.

Каскад предварительного усиления. Многокаскадные усилители в интегральном исполнении. Способы соединения между микросхемами и отдельными усилительными каскадами: гальваническая; резистивно-емкостная, трансформаторная; с помощью частотно-зависимых цепей; оптронная. Основные требования при проектировании многокаскадных усилителей на микросхемах.

2.3.1. Цели и задачи:

Основной целью при изучении этой темы прежде всего является то, что студенты должны понять, что усиление электрических сигналов необходимо при решении многих инженерных задач, а процесс усиления заключается в преобразовании энергии источника питания в энергию выходного сигнала, что осуществляется в электронных усилителях, причем форма усиливаемого сигнала или форма, имеющегося в нем сообщения, сохраняется в виде моделирующей функции, а по характеру усиливаемых сигналов можно выделить усилители аналоговых сигналов, мгновенные значения которых изменяются во времени непрерывно и усилители импульсных сигналов, мгновенные значения которых изменяются во времени весьма резко. При этом студенты должны знать:

• Структурные схемы однокаскадных и многокаскадных усилителей;

• Режимы работы транзисторов в усилителях;

• Основные параметры и характеристики усилителей;

• Основные требования к проектированию многокаскадных усилителей на интегральных микросхемах.

2.3.2. Ключевые вопросы:

1.Какой полупроводниковый прибор используется в усилителе?

2. Что такое полоса пропускания усилителя?

3. Какие искажения возникают в усилителях?

4. На чем основывается выбор рабочей точки усилителя?

5. Как осуществляется межкаскадная связь в многокаскадных усилителях?

6. Какой усилитель имеет наибольший коэффициент усиления?

2.4. Тема 4.Обратная связь. Операционные усилители.(4 час.) Лекция 1.Предварительные сведения об обратной связи. Операционные усилители.

Основные схемы включения. А именно:

• Обратная связь в усилителях. Структурная схема усилителя с обратной связью.

Коэффициент обратной связи. Внутренняя, паразитная и искусственная обратная связь. Искусственная обратная связь для уменьшения нелинейных искажений и стабилизации положения начальной рабочей точки( точки покоя). Положительная и отрицательная обратная связь. Обратная связь по напряжению, по току.

Последовательная обратная связь, параллельная, комбинированная.

• Структурные схемы усилителей с последовательной отрицательной связью по напряжению и по току.

• Операционный усилитель. Назначение операционного усилителя. Деление операционных усилителей по принципу действия и схемному выполнению. Усилители с преобразованием сигнала.

• Обобщенная схема операционного усилителя. Отрицательная обратная связь по напряжению.

• Структурная схема операционного усилителя в общем случае.

Дифференциальный усилитель как основной элемент операционного усилителя.

Передаточная характеристика. Область усиления.

• Операционные усилители в интегральном исполнении. Условные обозначения операционных усилителей в схемах.

• Деление операционных усилителей в зависимости от назначения: операционные усилители общего применения; прецизионные, быстродействующие. Операционные усилители, как основа построения автогенераторов, преобразователей, умножителей импульсных устройств.

Лекция 2.Анализ работы операционных усилителей. Генераторы на ОУ: классификация, общая характеристика, применение. Компараторы: схема, принцип действия, общая характеристика, основные параметры, временные диаграммы.

• Генераторы гармонических синусоидальных колебаний. Классификация их по частоте и способу возбуждения. Низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные генераторы. Генераторы с независимым возбуждением и с самовозбуждением – автогенераторы. Структурная схема генератора.

Усилительный элемент; формирователь колебаний; положительная обратная связь; отрицательная обратная связь; источник постоянного тока. Условия генерации колебаний: баланс амплитуд, баланс фаз.

• Простейшая схема автогенератора с трансформаторной связью. Назначение основных элементов схемы. Принцип работы.

• Линейные( аналоговые) микросхемы, в основном операционные усилители, для создания автогенераторов. Выбор типа микросхем и способа подключения к ней дискретных элементов: LC- контуров, RC- фильтров.

• Генераторы несинусоидальных колебаний. Общие сведения. Импульсный режим • Формы электрических импульсов. Прямоугольные, трапециидальные, ступенчатые, пилообразные, экспоненциальные. Основные параметры импульсов: частота повторения импульсов; длительность импульсов; скважность;

амплитуда импульса, время нарастания импульса, длительность спада импульсов.

Спектр периодической последовательности импульсов, фронт, вершина, срез • Преимущества импульсного режима перед непрерывным: достижение большой мощности во время действия импульса при малом значении средней мощности;

ослабление влияния температуры и разброса параметров полупроводниковых приборов на работу устройств; повышение пропускной способности и помехоустойчивости электронной аппаратуры; представление информации о сигнале в цифровой форме;

простота реализации импульсных устройств методами интегральной технологии.

2.4.1.Цели и задачи:

Студенты должны знать:

• Какую роль играет положительная и отрицательная связь;

• Особенности операционных усилителей, обобщенную и структурную схему операционного усилителя;

• Принцип работы и основные параметры ОУ;

• Причины возникновения дрейфа нуля и методы его устранения;

• Условное графическое обозначение ОУ;

• Погрешности ОУ и методы их устранения.

• Принцип работы и применение генераторов и компараторов на ОУ.

2.4.2.Ключевые вопросы:

1. Что такое обратная связь в усилителях?

2.Как влияет обратная связь на усилительные и частотные свойства усилителя?

3.Классификация ОУ.

4.Какой сигнал называется синфазным?

5.В чем особенности схемотехники балансного УПТ?

6.Какие типовые каскады присутствуют в структурной схеме ОУ?

7.Охарактеризуйте понятие «идеальный ОУ».

8.Какой тип обратной связи используется в ОУ?

9.Какие погрешности характерны для ОУ?

10.В чем отличие инвертирующего и неинвертирующего ОУ?

11.На чем основан принцип действия компаратора?

2.5.Тема 5. Импульсная и цифровая техника.(12 час.) Лекция 1. Мультивибраторы и одновибраторы.

• Классификация импульсных устройств. Два класса импульсных устройств:

линейные и нелинейные. Линейные импульсные устройства содержат линейные элементы и описываются линейными дифференциальными уравнениями – дифференцирующие и интегрирующие цепочки, работа которых основана на переходных процессах, возникающих в RC-цепочках.

• Нелинейные импульсные устройства содержат хотя бы один нелинейный элемент ( диод или транзистор), в которых между воздействием и откликом существует нелинейная зависимость. Классификация импульсных устройств по функциональным признакам:

1. устройства и цепи для передачи импульсов – кабели, трансформаторы, линии задержки, усилители импульсов ;

2. формирующие устройства и цепи – это линейные преобразователи импульсов и нелинейные для создания сигналов нужной формы из другого сигнала – электронные ключи, ограничители, фиксаторы, а также преобразователи импульсов цифровых устройств, основное назначение которых, выполнение логических операций функций и преобразование их по определенным законам – логические элементы, триггеры, счетчики и др.;

3. генераторы импульсов. К ним относятся генераторы несинусоидальных 4. схемы запуска, синхронизации и деления частоты.

• Генераторы импульсных сигналов.

Режимы работы их: автоколебательный режим, когда генераторы непрерывно формируют импульсные сигналы без внешнего воздействия; ждущий режим, когда формируется импульсный сигнал лишь по приходе внешнего запускающего сигнала; режим синхронизации, когда генератором вырабатываются импульсы, напряжением частота которых равна или кратна частоте синхронизирующего • Релаксационный генератор прямоугольных импульсов – мультивибратор.

Типичная схема транзисторного мультивибратора. Его выполнение в виде двухкаскадного усилителя с перекрестной положительной обратной связью.

Симметричные мультивибраторы. Работа мультивибратора в разных режимах.

Мультивибратор в ждущем режиме – одновибратор. Мультивибратор в режиме синхронизации. Выполнение мультивибраторов в виде интегральных микросхем и на основе логических элементов.

Лекция 2. Генераторы линейно изменяющегося напряжения. Блокинг-генераторы.

• Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН). Принцип работы. Три типа ГЛИН: с интегрирующей RC-цепочкой; с токостабилизирующим двухполюсником; с компенсирующей обратной связью. Простейшая схема ГЛИН на основе транзисторного ключа. Достоинства и недостатки ГЛИН, области применения.

Лекция 3. Основы алгебры, логики. Логические элементы.

• Представление информации.

Под информацией принято понимать сведения о событиях общественной жизни, явлениях природы, сведения о процессах в технических устройствах и т.д.

Информация, воплощенная и зафиксированная в некоторой материальной форме есть сообщение, которое передают с помощью электрических сигналов. Сообщения могут быть непрерывными и дискретными (импульсными). На практике непрерывные сообщения представляют в дискретной форме, при этом не происходит потерь информации, а каждое значение дискретного сигнала можно представить числом, т.е. все операции по сбору и передаче информации могут быть выполнены над кодами конкретных сигналов.

• Способ записи чисел цифровыми знаками - система счисления. Двоичная, десятичная и т.д.

• Цифровое представление преобразуемой информации и логические состояния.

Использование сигналов двух уровней – высокого и низкого. Цифровые схемы конструируют таким образом, чтобы воздействие некоторого сигнала определялось не конкретным значением его напряжения, а тем, к какой из двух разновидностей сигналов этот сигнал относится. Высокому и низкому уровню сигналов ставятся в соответствие логические состояния 1(«истина») и О («ложь»). Положительная( позитивная) и отрицательная( негативная) логика.

• Логические элементы.

Это функциональные устройства, с помощью которых реализуются элементарные логические функции и вместе с запоминающими элементами составляют основу устройств цифровой обработки информации. Логические элементы, соединенные определенным образом между собой позволяют создавать сложные системы обработки информации, поэтому их строят на базе электронных устройств, работающих в ключевом режиме и поэтому цифровую информацию обычно представляют в двоичной форме, так как переменная величина в алгебре логики может принимать два значения х=1 (истина) и х= (логический нуль), что соответствует двум состояниям ключа.

• Три типа логических элементов: И, ИЛИ, НЕ. Логический элемент ИЛИ реализует функцию умножения( конъюнкции), логический элемент ИЛИ функцию логического сложения(дизъюнкции), логический элемент НЕ реализует функцию логического отрицания(инверсия). Таблицы истинности для всех типов логических элементов. Операция « запрет». Комбинированные логические элементы « И-НЕ», «ИЛИ-НЕ».

• Диодные и транзисторные ключи в основе логических элементов.

• Классификация логических элементов.

В зависимости от вида используемых сигналов логические элементы делят на потенциальные и импульсные.

В потенциальных элементах логические «О» и «1» представляются двумя разными уровнями электрического потенциала. В импульсных наличием или отсутствием импульсов, при этом различают положительную логику – высокий уровень выходного сигнала соответствует 1, а низкий 0, в отрицательной логике В зависимости от компонентов, из которых построены логические элементы, выделяются следующие классы логических элементов (логики):

- резисторно-транзисторная логика (РТЛ);

- диодно-транзисторная логика ( ДТЛ);

- транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ);

- эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ);

- логика на основе комплементарных ключей на МДП- транзисторах (КМДП, - основные параметры логических элементов.

Коэффициент объединения по входу – это число входов микросхемы, с помощью которых реализуется логическая функция – характеризует нагрузочную способность. Коэффициент разветвления по выходу. Быстродействие – характеризуется временем задержки распространения сигналов. Напряжение высокого и низкого уровней, пороговые напряжения. Помехоустойчивость.

Потребляемая мощность.

Лекция 4. Комбинационные и последовательностные цифровые устройства. Триггеры на логических элементах.

• Устройство называется комбинационным, если его выходные сигналы в некоторый момент времени однозначно определяются входными сигналами, имеющими место в этот момент времени. В них отсутствуют обратные связи, т.е. они не имеют информации о своем внутреннем состоянии и не обладают памятью. В последовательностных устройствах выходной сигнал зависит не только от значений входных сигналов в данный момент времени, но и от предшествующих значений сигналов и последовательности их поступления на вход устройства, в них используются обратные связи, поэтому они обладают памятью • Типовые комбинационные устройства.

Шифраторы – преобразующие десятичные числа в двоичную систему.

Дешифраторы – преобразующие n-разрядный двоичный код в логический сигнал, появляющийся на том выходе номер которого соответствуют двоичному коду.

Преобразователи кодов. Мультиплексоры, обеспечивающие передачу информации в желаемом порядке цифровой информации, поступающей по нескольким входам на один выход. Цифровые компараторы выполняют сравнение двух чисел, схема которого представляет собой структуру логического элемента « исключающее • Типовые последовательностные устройства.

Триггеры. Обладают двумя состояниями устойчивого равновесия и способны скачком переходить из одного состояния в другое под воздействием внешнего управляющего сигнала, вследствие регенеративного процесса, под которым обычно понимают переходной процесс в электрической цепи, охваченной положительной обратной связью с петлевым усилением в широком диапазоне частоты. Простейшая схема симметричного триггера на биполярных транзисторах.

Назначение основных элементов схемы. Классификация триггеров по способу приема и записи информации, по функциональным возможностям, по принципу построения. Асинхронные и синхронные триггеры. Триггеры со статическим и динамическим управлением. RS-триггеры, Д- триггеры и т.д.

Основные области применения триггеров.

Лекция 5.Счетчики импульсов. Дешифраторы. Регистры, запоминающие устройства.

Преобразователи кодов.

• Счетчики импульсов - обеспечивают хранение слова информации и выполнение над ним микрооперации счета. Счетчик импульсов- это совокупность, соединенных определенным образом триггеров. Классификация их по модулю счета, по направлению счета, по способу формирование связей.

• Регистр – устройство, предназначенное для записи и хранения дискретного «слова»

- двоичного числа или другой кодовой комбинации. Используется для хранения nразрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними. Он представляет собой упорядоченную последовательность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове. Классификация регистров, их схемы и условные обозначения.

• Дешифратор (декодер) – устройство, предназначенное для преобразования двоичного кода в напряжение логической единицы (логического нуля) на том выходе, номер которого совпадает со значением двоичного кода на входе.

Классификация, структурные схемы, таблицы истинности дешифраторов.

Сравнительная характеристика дешифраторов.

• Шифратор выполняют задачу обратную той, которую выполняют шифраторы:

появление логической единицы (логического нуля) на определенном входе приводит к появлению соответствующей кодовой комбинации на выходе.

Классификация шифраторов, структурные схемы, таблицы истинности.

• Преобразователи кодов, их классификация, структурные схемы.

Лекция 6.Индикаторные приборы и их применение.

• Классификация и характеристики устройств отображения информации.

• Элементы индикации. Основные параметры индикаторов.

• Принцип действия индикаторных приборов.

2.5.1. Цели и задачи:

Изучая эту тему, студенты должны понять, что всю информацию о различных явлениях можно передавать с помощью электрических сигналов, причем предполагается, что каждый сигнал характеризуется определенным уровнем напряжения – высоким и низким, а высокому и низкому уровню сигналов ставятся в соответствие логические состояния 1(«истина») и 0 («ложь»). Другими словами, все операции по сбору и передаче информации могут быть выполнены над кодами конкретных сигналов и основу устройств цифровой обработки информации составляют логические элементы, а основным элементом устройств цифровой электроники являются электронные ключи. Студенты должны также • Для чего предназначены аналоговые и цифровые электронные ключи;

• Принцип работы простейшего цифрового ключа на биполярном транзисторе и его основные характеристики;

• Типы логических элементов, которые составляют основу устройств цифровой обработки информации, а в основе их построения лежат диодные и транзисторные электронные ключи;

• Основные типы, комбинационных и последовательностных цифровых устройств:

шифраторы, компараторы, триггеры, регистры и т.д.

2.5.2. Ключевые вопросы:

1. Что такое информация?

2. Почему информацию лучше передавать в виде дискретных (импульсных) 3. Что такое аналоговые и цифровые ключи?

4. В чем преимущество транзисторных электронных ключей?

5. Назовите основные параметры электронных ключей?

6. Что такое логические элементы? Назовите их типы.

7. По каким признакам классифицируются логические элементы?

8. Какие функции выполняет диодный логический элемент?

9. Какие преимущества имеет транзисторный логический элемент?

10.Что такое комбинационные цифровые устройства. Назовите основные типы 11. Что такое последовательносные цифровые устройства?

12. Приведите классификацию устройств отображения информации.

13. Какие физические процессы лежат в основе работы в жидко- кристаллических индикаторов?

14.Где применяются счетчики импульсов?

2.6.Тема 6. Маломощные выпрямители однофазного тока и стабилизаторы.(2 час.) Работа неуправляемого выпрямителя. Параметрические и компенсационные стабилизаторы напряжения.

• Электронные устройства общепромышленного назначения. Условное их деление на преобразовательные, в том числе выпрямительные, усилительные, импульсные, логические;

• Источники питания электронных устройств. Гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы постоянного тока, термоэлектрогенераторы, электронные выпрямители.

Основные преимущества электронных выпрямителей:

Надежность, высокий к.п.д., длительный срок службы и т.д.

• Структурная схема типичного выпрямителя.

Трансформатор для повышения или понижения напряжения; блок вентилей – основной выпрямительный элемент; сглаживающий фильтр для подавления пульсаций выпрямленного напряжения. Емкостные и индуктивные фильтры (Г-образные и Побразные). Коэффициент сглаживания фильтров. Сравнительная характеристика емкостных и индуктивных фильтров. Комбинированные электрические фильтры.

Стабилизаторы напряжения для ослабления влияния внешних условий и поддержания постоянным выпрямленного напряжения. Параметрические и компенсационные стабилизаторы. Коэффициент стабилизации. Схема простейшего параметрического стабилизатора. Принцип работы. Вторичные источники питания с преобразованием частоты. Преимущества их.

• Классификация электронных выпрямителей.

Однополупериодные и двухполупериодные. Мостовые и выпрямители со средней точки вторичной обмотки трансформатора. Управляемые и неуправляемые выпрямители.

• Однополупериодный выпрямитель. Основная схема. Временные диаграммы.

Основные параметры: среднее значение выпрямленного напряжения, обратное напряжение, коэффициент пульсации.

• Двухполупериодный выпрямитель. Простейшая схема выпрямителя с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора. Временные диаграммы. Основные параметры его. Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя. Преимущества двухполупериодных выпрямителей. Трехфазные выпрямители для питания устройств большой мощности.

• Работа неуправляемого выпрямителя. Параметрические и компенсационные стабилизаторы напряжения.

2.6.1. Цели и задачи:

При изучении этой темы, студенты прежде всего должны понять, что вторичные источники питания, предназначенные для получения питания электронных устройств являются одним из наиболее важных устройств электроники и знать:

• Основные схемы электронных выпрямителей. Их недостатки и преимущества;

• Назначение сглаживающих фильтров и стабилизаторов в схемах выпрямителей.

2.6.2. Ключевые вопросы:

1.Назовите основные функциональные узлы электронного выпрямителя?

2.Какую роль играет вентильный блок выпрямителя?

3. Для чего предназначены сглаживающие фильтры в выпрямителях?

4. Что такое среднее значение выпрямленного напряжения?

5. Что определяет коэффициент пульсаций выпрямителей?

6. Проведите сравнительную характеристику основных схем выпрямителей?

7. Какой полупроводниковый прибор используется в управляемых выпрямителях?

8. Назовите основные преимущества мостовых схем выпрямителя?

2.7. Тема 7. Измерения, средства измерения.(8 час.) Измерение – это совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или в неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Лекция 1. Погрешности измерений.

Основные понятия и виды погрешностей. Систематические и случайные погрешности. Вероятностный подход к описанию погрешностей. Вероятностные оценки погрешностей. Обработка результатов измерений при различных видах измерений.

Лекция 2. Классификация средств измерений.

Эталоны, образцовые и рабочие меры. Измерительные преобразователи, приборы и установки. Измерительные, информационные системы. Государственная система обеспечения единства измерений.

Лекция 3. Характеристики средств измерений.

Основные метрологические характеристики средств измерений - статические и динамические. Нормирование метрологических характеристик. Способы выражения пределов допускаемых погрешностей. Классы точности средств измерений.

Лекция 4. Структурные схемы средств измерений.

Средства измерений прямого и уравновешивающего преобразования.

2.7.1. Цели и задачи:

• Ознакомление с различными видами погрешностей;

• Ознакомление с характеристиками средств измерений;

• Изучение структурных схем средств измерений;

• Изучение мер.

2.7.2. Ключевые вопросы:

1.Перечислите основные виды и методы измерений.

2.Приведите классификацию погрешностей измерений.

3.Назовите основные меры электрических величин.

4. Как определить цену деления прибора?

5. Что характеризует класс точности прибора и как он обозначается для различных средств измерений?

2.8. Тема 8.Электромеханические приборы и преобразователи.(10 час.) Лекция 1.Меры.

Меры электрических величин: измерительные катушки сопротивления, индуктивности и взаимной индуктивности, измерительные конденсаторы, нормальные элементы, стабилизированные источники напряжения, измерительные генераторы, калибраторы, магазины мер.

Лекция 2. Измерительные преобразователи электрических величин: шунты, добавочные резисторы, делители напряжения, измерительные усилители, измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Лекция 3. Электромеханические приборы.

Основы теории электромеханических приборов: общие сведения, классификация, обозначения. Принцип действия магнитоэлектрических, электромагнитных электромеханических приборов. Их достоинства и недостатки.

Лекция 4. Электромеханические приборы: электродинамические, ферродинамические, электростатические и индукционные приборы. Общие сведения, измерительный механизм, достоинства и недостатки, область применения.

Лекция 5.Электромеханические приборы с преобразователями. Общие сведения, выпрямительные приборы, термоэлектрические приборы.

Устройство, принцип действия, условное обозначение, применение.

2.8.1. Цели и задачи:

• Ознакомление с различными видами электромеханических приборов;

• Изучение измерительных преобразователей электрических величин;

• Ознакомление с мерами электрических величин;

• Изучение принципа действия электромеханических приборов с преобразователями;

2.8.2. Ключевые вопросы:

1. Назовите классификацию измерительных приборов.

2. Как создается противодействующий момент у приборов различных систем?

3. Что такое логометр и где он применяется?

4. Сравните по точности приборы различных систем.

5. Как осуществляется температурная и частотная коррекция у приборов выпрямительной системы?

6. Перечислите основные достоинства термоэлектрических приборов.

8. Приведите схемы включения измерительных приборов через трансформаторы переменного тока и напряжения.

2.9.Тема 9. Электронные аналоговые приборы и преобразователи.(6 час.) Лекция 1.Общие сведения. Электронные вольтметры постоянного тока, переменного тока, универсальные, импульсные и селективные.

Лекция 2.Приборы и преобразователи для измерения частоты и фазы. Приборы и преобразователи для измерения мощности и энергии. Приборы для измерения параметров электрических цепей: электронные омметры, приборы для измерения индуктивности, емкости и добротности.

Лекция 3.Электронно-лучевые осциллографы. Устройство, принцип действия, структурная схема, виды развертки, основные характеристики.

2.9.1. Цели и задачи:

• Ознакомление с общими сведениями электронных аналоговых приборов и • Изучение устройства, принципа действия и основных характеристик осциллографа.

2.9.2. Ключевые вопросы:

1. На какие группы подразделяются электронные аналоговые приборы?

2. Назовите классификацию электронных преобразователей.

3. Изобразите схемы для измерения индуктивности, емкости, добротности.

4. Как устроена электронно-лучевая трубка осциллографа?

5. Перечислите основные характеристики осциллографа.

2.10. Тема 10. Мосты и компенсаторы.(4 час.) Лекция 1. Общие сведения. Теория мостовых схем. Мосты для измерения сопротивлений на постоянном токе. Мосты переменного тока для измерения емкости, угла потерь, индуктивности и добротности.

Лекция 2. Компенсаторы постоянного тока. Принцип действия, устройство, область применения Компенсаторы переменного тока. Принцип действия, устройство, область применения. Автоматические мосты и компенсаторы.

2.10.1. Цели и задачи:

• Изучение теории мостовых схем.

• Ознакомление со схемами мостов на переменном токе.

• Ознакомление с устройством и принципом действия автоматических мостов и 2.10.2. Ключевые вопросы:

1. Объясните принцип работы компенсатора постоянного тока.

2. Какие существуют виды компенсаторов переменного тока и в чем их отличие?

3.Сформулируйте отличительные признаки мостов постоянного и переменного 4. На чем основан принцип работы автоматических мостов и компенсаторов?

2.11. Тема 11. Цифровые приборы и преобразователи. ( 8 час.) Лекция 1.Общие сведения. Основные понятия и определения. Методы преобразования непрерывных измеряемых величин в коды. Классификация ЦИУ. Основные характеристики ЦИУ. Узлы цифровых измерительных устройств.

Лекция 2. ЦИУ последовательного счета. ЦИУ с непосредственным преобразованием в код временных интервалов: хронометры, фазометры, периодометры, вольтметры. ЦИУ с непосредственным преобразованием в код частоты: частотомеры, вольтметры. ЦИУ с непосредственным преобразованием в код напряжения постоянного тока: вольтметры циклические и следящие.

Лекция 3. ЦИУ последовательного приближения: вольтметры постоянного и переменного напряжения. ЦИУ считывания: для измерения перемещения, для измерения напряжения.

Лекция 4. Регистрирующие приборы и устройства.

2.11.1. Цели и задачи:

• Ознакомление с общими сведениями о цифровых приборах и преобразователей;

• Изучение ЦИУ последовательного счета;

• Изучение ЦИУ последовательного приближения;

• Ознакомление с устройством и принципом работы регистрирующих устройств.

2.11.2. Ключевые слова:

1. Перечислите основные функциональные узлы цифровых измерительных приборов.

2. Как изменяются характеристики ЦИП при применении в них микропроцессоров?

3. Для чего предназначен хронометр?

4. Где применяется фазометр?

5. Какие виды регистрирующих приборов вам известны?

3.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ (РЕКОМЕНДАЦИИ)

• Изучение дисциплины «Информационно-измерительная техника и электроника»

базируется, главным образом на дисциплинах:

«Физика» (разделы «Электричество и магнетизм», « Колебания и волны»), «Высшая математика» (разделы «Векторный анализ», «Дифференциальное и интегральное исчисление», «Теория функций комплексного переменного», «Интегральные преобразования Фурье и Лапласа»); «Информатика» ( разделы «Вычислительные методы решения систем линейных уравнений с вещественными и комплексными коэффициентами дифференциальных уравнений 1-го и 2-го порядков).

При изучении дисциплины «Информационно-измерительная техника и электроника» предусматривается лекционное изложение курса, самостоятельная работа с учебниками и учебными пособиями, лабораторные занятия, выполнение расчетнографических работ, консультаций по курсу.

В процессе изучения дисциплины предусматривается текущий контроль по каждому лабораторному занятию, рубежный контроль в виде защит расчетнографических работ. Сроки проведения контроля и выполнения расчетно-графических работ оговариваются в календарных планах занятий, составляемых на каждый семестр обучения.

Завершающим этапом изучения курса является экзамен.

• При изложении материала «Информационно-измерительной техники и электроники»

необходимо пользоваться определениями электрических величин, согласно ГОСТа, а также придерживаться ГОСТом по терминам, буквенным обозначениям физических величин и графическим обозначениям электротехнических и электронных устройств, опираться на современную элементную базу электронных устройств, на современные аналоговые цифровые устройства, интегральные микросхемы и т.п.

• Дисциплина относится к общепрофессиональным и основные положения её необходимы при изучении многих специальных дисциплин, поэтому при изложении лекционного материала необходимо обращать внимание на физические процессы в реальных электрических цепях, и электротехнических и электронных устройствах, необходимых студентам в их будущей работе.

• «Информационно-измерительная техника и электроника» изучается во 2-ом и 3-ем семестрах и на аудиторные занятия отводится 3 часа в неделю, а на самостоятельную работу -112 часов, поэтому студенты должны около 3-х часов в неделю тратить на самостоятельную подготовку к лабораторным занятиям, выполнению РГР. Успешность освоения студентом дисциплины определяется прежде всего планомерным равномерным распределением времени, необходимым в целом на изучение дисциплины.

• Перечень вопросов, включенных в рабочую программу дисциплины значительно превосходит реальные возможности их изучения в объеме часов работы студентов, установленных учебным планом, поэтому студенты, прорабатывая лекционный материал, должны пользоваться учебной литературой, как основной, так и дополнительной.

3.1. Методические указания к лабораторным занятиям(36 час).

Лабораторные занятия проводится в аудитории 505. Все лабораторные работы выполняются на универсальном лабораторном стенде «ЭВЧ», краткое описание которого приводится в учебной лаборатории.

3.1.1. Организация процесса обучения для лабораторных работ:

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Общие требования к организации и проведению Учебное занятие (УЗ) содержание (теоретическое, практическое) определяются Лабораторное (ЛЗ) работа Конкретное учебное задание по изучаемому курсу Лабораторная (ЛР) Лабораторная установка Техническое устройство, объединяющее в одно целое (Лабораторный стенд) 2. Задачи проведения лабораторных занятий (лабораторных работ) Для эффективного достижения перечисленных выше целей студенты должны:

понимать смысл, содержание и значимость целей каждого из ЛЗ (каждой знать положения теории, относящиеся к особенностям строения, поведения уяснить обоснованность применения в ЛЗ (ЛР) конкретных средств наблюдения, измерения и контроля в зависимости от особенностей ОИ;

знать особенности методов (способов) наблюдения, контроля и измерений, реализуемых в ходе выполнения данной ЛР и их цикла.

3. Необходимыми условиями проведения и выполнения ЛЗ (ЛР) или их циклов должны быть:

самостоятельная подготовка студентов к выполнению каждого отдельного контроль преподавателем (лицом, исполняющим его обязанности) степени подготовленности каждого студента к выполнению ЛЗ (ЛР);

активное выполнение студентами ЛЗ (ЛР) и их циклов;

оформление отчета и его защита каждым студентом в сроки, установленные формирование текущего, рубежного и итогового рейтингов студента по результатам выполнения и защиты отдельных ЛЗ (ЛР) и их циклов.

4. Преподаватели университета (сотрудники других организаций, учреждений и/или предприятий, привлекаемые к проведению ЛР), несут ответственность за качественную постановку и проведение ЛР;

за поддержание в лабораторном помещении рабочей дисциплины и порядка;

за соответствие измеряемых, наблюдаемых и контролируемых свойств ОИ целям и содержанию выполняемых ЛЗ (ЛР) и их циклов, а также целям профессиональной образовательной программы в целом.

за соответствие разрабатываемого (разработанного) учебно-методического обеспечения отдельных ЛЗ или их циклов требованиям настоящего стандарта и других нормативных документов - государственным образовательным стандартам, образовательным стандартам ТПУ, ГОСТам, 5. Преподаватели (лица, привлекаемые к проведению ЛЗ и ЛР) имеют право:

отстранять от проведения лабораторных работ студентов, нарушающих установленные правила по технике безопасности или внутреннего распорядка университета, предприятия или организации (в зависимости от места проведения лабораторного занятия);

требовать от студентов разрешения на посещение последующих лабораторных занятий после пропущенных предыдущих;

проводить перед началом лабораторных работ контрольный опрос студентов с целью выяснения их подготовленности к выполнению ЛЗ (ЛР);

вносить в случае необходимости (из-за отказа оборудования, измерительных или вычислительных средств и т. п.) частичные изменения в программу 6. Права, обязанности и ответственность студента 6.1 Студент имеет право:

получить необходимые для выполнения ЛЗ (ЛР) методические материалы в бумажном или электронном видах;

проводить лабораторные работы по оригинальным методикам при предварительном согласовании их с преподавателем;

выполнить ЛЗ (ЛР), пропущенную по уважительной причине, в часы, согласованные с преподавателем (лицом, исполняющим его обязанности).

соблюдать правила техники безопасности и внутреннего распорядка в быть готовым к выполнению ЛЗ (ЛР), в объеме требований, определяемых соответствующими методическими указаниями и/или устными указаниями преподавателя (лица, исполняющего его обязанности);

выполнить ЛЗ (ЛР) в полном объеме, предусмотренном методическими указаниями и в часы, регламентированные расписанием;

оформить в установленные сроки отчет по ЛЗ (ЛР) и защитить его.

6.3 Студент несет ответственность:

за пропуск ЛЗ (ЛР) по неуважительной причине;

за неподготовленность к ЛЗ (ЛР);

за несвоевременную сдачу отчетов по ЛЗ (ЛР) и несвоевременную их за порчу имущества и нанесение материального ущерба лаборатории.

7. Структура отчета по ЛЗ (ЛР) и правила его оформления 7.1 Отчет является документом, свидетельствующим о выполнении студентом ЛЗ (ЛР), и должен включать:

титульный лист должен соответствовать настоящему стандарту;

основную часть (краткая постановка задачи ЛР; краткая характеристика ОИ;

методика или программа ЛЗ (ЛР); результаты измерений, наблюдений и расчетов, представленные в форме таблиц, графиков, диаграмм и т.д.);

обсуждение результатов выполнения ЛР в виде кратких, но принципиально необходимых доказательств, обоснований, разъяснений, анализов, оценок, приложения (при необходимости).

7.2 В зависимости от особенностей ЛЗ (ЛР) или их цикла по указанию преподавателя отчет составляется каждым студентом индивидуально или общий на подгруппу (бригаду) студентов.

Примечание:

• Оформление отчета и подготовка к защите лабораторной работы осуществляется студентом в часы, отведенные на самостоятельную работу.

• Защита выполненных лабораторных работ проводится преподавателем в устной (или в письменной) форме в виде ответов на вопросы по теме лабораторной работы, после чего выставляется оценка за выполнение лабораторной работы.

Критерии оценки за выполнение лабораторной работы:

Оценка «5» ставится в следующем случае:

- лабораторная работа выполнена в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

- студент самостоятельно собрал схему и провел все опыты в соответствии с порядком выполнения работы и с соблюдением требований техники безопасности;

- в отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, графики, вычисления;

- правильно выполнил расчет погрешностей измерений;

- самостоятельно сделал выводы по результатам выполнения лабораторной работы, устанавливающие связь между теоретическим материалом и полученными практическими результатами;

- при ответе на контрольные вопросы студент обнаруживает верное понимание физической сущности рассматриваемых явлений, дает точное определение и истолкование основных понятий, законов и теорий, правильное определение физических величин, и их единиц измерения и способов их измерения.

Оценка «4» ставится в следующем случае:

- выполнение лабораторной работы удовлетворяет основным требованиям к работе на оценку «5», но студент допустил недочеты или негрубые ошибки, не повлиявшие на результаты выполнения работы;

- ответы на контрольные вопросы удовлетворяют основным требованиям к ответам на оценку «5», но содержат неточности в изложении фактов, определений, понятий, объяснении взаимосвязей и выводах. Неточности легко исправляются при ответе на дополнительные вопросы.

Оценка «3» ставится в следующем случае:

- результат выполненной части лабораторной работы таков, что позволяет получить правильный вывод, но в ходе проведения опытов и измерений были допущены - основная часть ответов на контрольные вопросы удовлетворяет требованиям к ответам на оценку «4», но в ответе обнаруживаются отдельные пробелы, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала.

Оценка «2» ставится в следующем случае:

- результаты выполнения лабораторной работы не позволяют сделать правильный вывод, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно.

Если за выполнения работы выставляется оценка «2», то работа выполняется заново.

Во всех случаях оценка снижается, если:

- студентом не соблюдались правила техники безопасности при проведении эксперимента;

- отчет выполнен небрежно, без соблюдения правил оформления.

3.2. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ.

Основные требования по выполнению расчетно-графических работ Все расчетно-графические работы выполняются на стандартных листах бумаги с размерами 210 х 297 мм, скрепленных в тетрадь.

Титульный лист (передний лист обложки) оформляется в соответствии с требованиями ЕСКД. Все надписи на титульном листе располагаются в строго определенных местах, выполняются чертежным шрифтом. Разрешается выполнять титульный лист в компьютерном варианте.

Расчетно-пояснительная записка должна быть достаточно краткой, без лишних подробных пояснений и теоретических выводов, имеющихся в учебниках и других учебных пособиях, но не чересчур краткой, содержащей один только формулы и вычисления. В расчетно-пояснительной записке от начала до конца должна четко прослеживаться логическая связь выполняемых операций, а также должны быть отмечены основания для выполнения этих операций. Приведенные в настоящей методической разработке примеры решения отдельных задач могут послужить основой для составления записок.

Формулы, приводимые в записке, должны быть, как правило, записаны сначала в общем виде, а затем уже должна быть произведена подстановка исходных данных и выполнены необходимые вычисления. При подстановке исходных данных нужно внимательно следить за соблюдением одинаковой размерности. После получения значения искомой (промежуточной или окончательной) величины обязательно проставляется ее размерность.

На каждой странице оставляются поля: слева шириной 25 мм – для скрепления листов в тетрадь, и справа – 10мм.

Изложение текстового материал записки следует вести от первого лица множественного числа, например: «…определяем…», «…вычисляем…», «…находим…», и т.д., или в безличной форме: «…можно определить…», и т.п., а не «…я определяю…», «…нахожу…», и т.д. Текст всей записки должен быть выдержан в едином стиле;

например, если пояснения ведутся в безличной форме, то эта форма должна сохраняться во всей работе.

В конце записки необходимо привести перечень литературы, использованной студентом в процессе выполнения работы, в той последовательности, в какой литературные источники отмечены квадратными скобками в тексте.

Все страницы расчетно-графической работы должны быть последовательно пронумерованы в правой нижней части страницы арабскими цифрами с точкой.

Нумерация страниц должна быть сквозной от титульного листа до последней страницы, включая чертежи (схемы). На титульном листе, который является первой страницей, номер страницы не ставится, хотя и подразумевается.

Выполнение графической части работы:

Графическая часть работы выполняется на бумаге формате А4 (210 х 297 мм) карандашом или в компьютерном варианте с применением необходимых инструментов.

В соответствии с заданным вариантом вычерчивается в схема, на которой проставляются исходные данные как в буквенных обозначениях, так и в числах. Кроме того, все значения, используемые в расчетах, также должны быть показаны на чертеже.

Каждым студентом все расчетно-графические работы должны выполняться и сдаваться на проверку преподавателю в сроки, предусмотренные графиком работы студентов в текущем семестре. После исправления студентом всех ошибок, отмеченных преподавателем при проверке, каждая расчетно-графическая работа должна быть защищена. При исправлении ошибок из проверенной работы ни в коем случае ничего не выбрасывается. Исправления аккуратно записываются студентом на чистых страницах. На защиту студенты приносят исправленные работы, сдают их преподавателю, получают индивидуальные карточки-задания на решение задачи по соответствующему разделу курса. На решение задачи отводится максимум 30 - 40 мин. Если студент успешно решил задачу и у преподавателя нет никаких дополнительных замечаний по расчетнографической работе, то защита считается законченной. После защиты работа остается у преподавателя. В случае, когда студент при защите не справляется с решением типовых задач, то преподавателем назначается дополнительная защита (не более двух раз!). Если студентом какие-либо расчетно-графические работы не защищены в течении семестра, то их защита и сдача зачета по курсу производится в зачетное – экзаменационную сессию.

«Отлично» – если работы выполнены в установленный срок, правильно проведен расчет.

Схемы выполнены согласно установленным требованиям;

«Хорошо» – если работы выполнены в установленный срок, но с небольшими замечаниями; не указаны размерности, масштаб при построении диаграмм и т.п.;

«Удовлетворительно» – если работы выполнены в срок, но допущены ошибки при ответе на несколько вопросов (не более 3-х). Работы возвращаются для исправления и последующей защиты.

«Неудовлетворительно» – если работы выполнены в указанный срок, но в них допущены грубые ошибки при выполнении задач; если работы сданы после указанного срока и в них допущены грубые ошибки, хотя бы при выполнении одного из пунктов. Работы возвращаются для исправления и последующей защиты.

Примечание:

Если РГР сданы позже назначенного срока и выполнены правильно, то они в обязательном порядке защищаются студентом и оценка снижается на один балл, в зависимости от ответа.

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.

1. Начертить схему усилительного каскада с учетом заданного типа транзистора. На схеме указать токи и напряжения Uкэ и Uбэ транзистора, а также Uвх и Uвых.

2. По заданным в таблице параметрам на характеристиках транзистора нанести точку покоя и построить статическую линию нагрузки. Рассчитать величину сопротивлений резисторов, обеспечивающих заданный режим покоя. При расчете 3. В точке покоя по характеристикам транзистора определить его h-параметры (h11, h21, h22). Параметр h12 принять равным 0.

4. Начертить схему замещения усилителя в динамическом режиме, заменив транзистор эквивалентной схемой с h-параметрами.

5. Рассчитать с учетом нагрузки входное и выходное сопротивление каскада, коэффициенты усиления тока, напряжения и мощности.

6. Построить динамическую линию нагрузки на выходных характеристиках и определить максимальную амплитуду выходного напряжения без заметных искажений сигнала и максимальную выходную мощность.

7. Указать на схеме каскада тип транзистора и величины сопротивлений резисторов.

Рис.1 Рис. Рис.3 Рис. Рис.5 Рис.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Для усилительного каскада на транзисторе ГТ108А, схема которого приведена на рисунке, даны: напряжение источника питания 9 В, ток покоя коллектора 10 мА, напряжение покоя эмиттер – коллектор – 4 В, сопротивление нагрузки 1 кОм. Рассчитать сопротивления резисторов схемы, определить коэффициент усиления напряжения, тока и мощности, входное и выходное сопротивления каскада, максимальную амплитуду выходного синусоидального сигнала.

1. Режим покоя.

Уравнение статической линии нагрузки Учитывая, что По полученному уравнению на выходных характеристиках транзистора ГТ108А Германиевые сплавные p-n-p транзисторы предназначены для работы в схемах усиления и генерирования.

Корпус металлический, масса не более 0,5 г.

Подставляя в уравнения линии нагрузки значения Eк, Iкп и Uэкп, получаем Так как по условию Rэ = 0,1 Rк, то Для контура база – Rб - коллектор-база можно написать уравнения по второму закону Кирхгофа Учитывая, что Точка покоя П лежит на выходной характеристике Iб = 200 мкА. По входной характеристике Uэк = 5 В для Iбп = 200 мкА получаем Uэбп = 0,35 В.

2. Динамический режим.

По выходным характеристикам транзистора в точке покоя П определяем По входной характеристике Схема замещения каскадов в динамическом режиме при замене транзистора эквивалентной схемой с h-параметрами приведена на рисунке. В выходной части схемы параллельно включены резисторы Rк = 450 Ом, Rн = 1 кОм, и h221 Rк, то его можно из схемы исключить. Коэффициент усиления напряжения Для его определения запишем уравнение по первому закону Кирхгофа, для узла K, считая все точки выходящими из узла, за исключением тока h21 iб :



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:

«Service Training Пособие по программе самообразования 340 Автомобиль Passat модельного года 2006. Электрооборудование Конструкция и принцип действия В автомобиле Passat модельного года 2006 В качестве примера можно назвать применен нашли применение ряд новых разработок в ный впервые электронный выключатель зажи области электротехники и электроники. гания и стартера, выполняющий свои функции без поворота вставленного в него ключа Основная цель этих нововведений – повы зажигания. шенный комфорт,...»

«СЕКЦИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА ПЕРЕЧЕНЬ ДОКЛАДОВ ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАГРЕВАТЕЛЬНОГО КАБЕЛЯ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ ВЛАСЮК Д.И. НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ РОЗУМ Т.Т., К.Т.Н., ДОЦЕНТ СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ (УЗО) И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО АВТОМАТА СЛИНЬКО А.А. НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ РОЗУМ Т.Т., К.Т.Н., ДОЦЕНТ ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ТРАНСФОРМАТОРАХ АБАКАНОВИЧ К.Э.; АДАМЕНКО Е.А. НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ РОЗУМ Т.Т., К.Т.Н., ДОЦЕНТ ПРИМЕНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ...»

«Алюминий и его сплавы. Влияние кремния на силумины. Введение Алюминий – светло-серебристый металл, имеющий кристаллическую решетку гранецентрированного куба с периодом 4,0413. Не испытывает полиморфных превращений. Алюминий – легкий металл, его удельный вес 2,703 г/см3 при 20 С. В связи с этим алюминий является основой сплавов для легких конструкций, например в авиационной технике. Алюминий обладает высокой электропроводностью (65% от меди), поэтому алюминий в большом объеме используется в...»

«Короткова О.В. Лицей №8 Олимпия, Волгоград Пояснительная записка к рабочей программе Настоящая рабочая программа является модифицированной, разработана на основе примерной программы общеобразовательных учреждений Технология трудовое обучение 1-4, 5-11 классы за 2007 год авторов Ю. Л. Хотунцева, В. Д. Симоненко Рабочая программа ориентирована на использование учебника Технология: учебник для 5 кл. общеобразовательного учреждения: вариант для мальчиков/В.Д. Симоненко, А.Т. Тищенко, П.С....»

«Математическая биология и биоинформатика. 2011. Т. 6. № 2. С. 273-297. URL: http://www.matbio.org/2011/Bystrov2011(6_273).pdf ================== МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ================= УДК: 530.1: 537.226.33: 541.1: 577.: 681.2 Компьютерное моделирование свойств ПВДФ и П(ВДФ-ТрФЭ) нанопленок при фазовом переходе и эмиссионная cпектроскопия их поляризации ©2011 Быстров В.С.*1,2, Парамонова Е.В.1, Дехтяр Ю.Д.3, Каташев А.3, Поляка Н.3, Быстрова А.В.4, Сапронова А.В.5, Фридкин В.М.6, Клим...»

«Авторш-хIоттийнарш Арсунакаев Iабдулла Эжаев Умалт : НОХЧИЙН ЛИТЕРАТУРА 10 КЛАССАНА ХРЕСТОМАТИ Нохчийн Республикин Дешаран а,Iилманан а министерствос къобалйина 2-гIа арахоьцу Грозный Издательство Абат 2008 1 ББК УДК Ч 57 Ч 57 Чеченская литература. Учебная хрестоматия для 10 класса / Авт.-сост. А. М. Арсанукаев, У. Х. Эжаев. – 2-гIа арахоьцу – Грозный: Абат, 2008. – с. ISBN 5-98108-002-7 © А. М. Арсанукаев, У.Х. Эжаев, © Издательство Абат, АРСАНОВ САЬIИД-БЕЙ АРСАНБЕКОВИЧ 1889 – Нохчийн...»

«Альбом электромонтажника ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ЖИЛЫЕ ОБЪЕКТЫ И МАЛЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ Электрические и информационные сети Домашняя автоматизация ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ Введение Данный альбом предназначен для электромонтажников и электриков, занимающихся сборкой щитов жилого Содержание и офисного сектора, менеджеров электротехнических компаний и их клиентов, заинтересованных в составлении полного и качественного проекта электрической части помещения. Проект 1. Типовая квартира Альбом призван помочь с...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра автоматизации производственных процессов и электротехники УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Математические основы управления Основной образовательной программы по направлению подготовки (специальности) 220301 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) Благовещенск...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра теплотехники и гидравлики ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 220200.62 Автоматизация и управление, специальностей 270102.65...»

«Указатель литературы, поступившей в библиотеку Муромского института 1999 году Муром 2000 г. Библиотека МИ СОДЕРЖАНИЕ ОБРАЗОВАНИЕ. СОЦИАЛЬНАЯ РАБОТА ИСТОРИЯ. КУЛЬТУРОЛОГИЯ. ПОЛИТИЧЕСКИЕ НАУКИ. СОЦИОЛОГИЯ. СТАТИСТИКА. ФИЛОСОФСКИЕ НАУКИ.. 3 ЭКОНОМИКА. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ НАУКИ. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПЛАНИРОВАНИЕ. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. ГОСУДАРСТВО И ПРАВО. ЯЗЫКОЗНАНИЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ. МАТЕМАТИКА. ФИЗИКА. ХИМИЯ. БИОЛОГИЯ. АВТОМАТИКА, КИБЕРНЕТИКА, ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА ЭЛЕКТРОТЕХНИКА,...»

«Техническая коллекция Schneider Electric Выпуск № 27 Энергоэффективность: преимущества применения частотнорегулируемого привода в насосных, вентиляционных и компрессорных установках Компания Schneider Electric приступила к выпуску Технической коллекции Schneider Electric на русском языке. Техническая коллекция представляет собой серию отдельных выпусков для специалистов, которые хотели бы получить более подробную техническую информацию о продукции Schneider Electric и ее применении, в...»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ТЕХНОЛОГИИ 6 класс ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Настоящая рабочая программа разработана применительно к учебной программе Технология. 6 класс (вариант для мальчиков). Рабочая программа ориентирована на использование учебника Технология для учащихся 6 кл. общеобразовательных учреждений (вариант для мальчиков) / В. Д. Симоненко, А. Т. Тищенко, П. С. Самородский / под редакцией В. Д. Симоненко. – М.: Просвещение, 2006; а также дополнительных пособий: для учащихся: – Викторов, Е. А....»

«// ^./^.^ ••:.••• г.-!-.•-. Т, А. Павловская C/C++ Программирование на языке высокого уровня Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению Информатика и вычислительная техника 3004^ 300.piter.com Издательская программа 300 лучших учебников для высшей школы в честь 300-летия Санкт-Петербурга осуществляется при поддержке Министерства образования РФ 1;^пптЕР' Москва • Санкт-Петербург • Нижний Новгород...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра автоматизации производственных процессов и электротехники УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Электротехника и электроника Основной образовательной программы по специальности 260704.65 Технология текстильных изделий 260901.65 Технология швейных изделий 260902.65 Конструирование швейных...»

«1 Направление бакалавриата 210100 Электроника и наноэлектроника Профиль подготовки Промышленная электроника Содержание 1. История..3 2. Иностранный язык..20 3. Философия..35 4. Экономика и организация производства.44 5. Культурология..52 6. Правоведение..61 7. Политология..68 8. Социология..83 9. Мировые цивилизации, философии и культуры.99 10.Математика..105 11.Физика..120 12.Химия.. 13.Экология..140. 14.Информатика.. 15.Вычислительная...»

«Евгений Анатольевич Банников Виктор Александрович Барановский Электричество дома и на даче Текст предоставлен правообладателемhttp://www.litres.ru Электричество дома и на даче: Современная школа; Москва; 2006 ISBN 985-6751-99-3 www.elek3ki.ru Аннотация Описаны устройство и технология монтажа и ремонта электропроводок, воздушных и кабельных линий, домашнего электрооборудования. Книга поможет устранить неисправности в электропроводке и произвести подключение к источнику питания дачного домика,...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО УрГУПС) Кафедра Проектирование и эксплуатация автомобилей Основная образовательная программа Электроэнергетика и электротехника УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА по дисциплине. Программы проектирования Шифр дисциплины – М1.В.ОД. Направление...»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ТЕХНОЛОГИИ 5 класс ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Настоящая рабочая программа разработана применительно к учебной программе Технология. 5–7 классы (вариант для мальчиков). Рабочая программа ориентирована на использование учебника Технология для учащихся 5 кл. общеобразовательных учреждений (вариант для мальчиков) / В. Д. Симоненко, А. Т. Тищенко, П. С. Самородский; под редакцией В. Д. Симоненко. – М.: Просвещение, 2007; а также дополнительных пособий: для учащихся: – Викторов, Е. А....»

«Сборник статей Монтаж электропроводки, выключателей, розеток. Секреты электрика Автор-составитель: Андрей Повный, 2007 © http://electrolibrary.info Электронная электротехническая библиотека Монтаж электропроводки, выключателей, розеток. Секреты электрика СОДЕРЖАНИЕ Вызов электрика (Монтажника) - оправдано !? 3 Электропроводка в квартире 5 Составляем план 8 Полная замена электропроводки 9 Монтаж внутренних электропроводок 16 Монтаж электропроводки плоскими проводами 26 Электропроводка в...»

«МОДЕЛЬ FO-85 ФАКСИМИЛЬНЫЙ АППАРАТ ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ 1. Установка аппарата 2. Отправка факсов 3. Прием факсов 4. Копирование 5. Телефонные звонки 6. Подключение автоответчика 7. Специальные функции 8. Распечатка списков 9. Обслуживание аппарата 10. Устранение неполадок Краткое руководство по эксплуатации Внимание! Во исполнение Статьи 5 Закона Российской Федерации О защите прав потребителей, а также Указа Правительства Российской Федерации №720 от 16 июня 1997 г. устанавливается срок...»







 
© 2014 www.kniga.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, пособия, учебники, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.