МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)»

ФГБОУ ВПО "ЮРГТУ (НПИ)"

Кафедра «Автоматика и телелемеханика»

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЦЕПИ И МИКРОСХЕМОТЕХНИКА

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Новочеркасск 2011

1. Общие указания

Электроника является основой улучшения технико-экономических показателей разнообразных устройств, обеспечивающих функциониро­вание технических средств автоматизации технологических процессов во многих областях промышленности, транспорта и энергетики. Эффек­тивное использование электронных приборов в аппаратуре возможно лишь при наличии отчетливых представлений о свойствах полупроводниковых приборов, о влиянии на них режима работы и окружающей среды, Для оптимального выбора схемы электронного устройства, опре­деления наивыгоднейшего режима электронных приборов немаловажное значение имеет знание их принципов моделирования, связей между па­раметрами, используемыми при расчёте схем, и параметрами, контроли­руемыми по техническим условиям.

В процессе изучения курса студенты должны приобрести:

• знания физических принципов построения, технических характеристик, методов расчёта цепей, анализа основных схем, узлов и устройств авто­матики,

• умение выполнять расчётные работы по созданию и проектной компоновке устройств и систем автоматики, обеспечить их наладку, испыта­ние и техническое обслуживание;

• навыки самостоятельного проведения исследований, изучения и прора­ботки технического задания, литературы, работы на контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратуре, испытательных стендах, самостоятельного ведения физического эксперимента.

Особенностью изучения курса является то, что он устанавливает связь между фундаментальными общенаучными дисциплинами и дисципли­нами, обеспечивающими специальную подготовку студентов.

Экзамен по курсу сдается в объёме действующей программы с предъ­явлением зачтенных контрольных работ, курсового проекта и по те вы­полнения лабораторного практикума.

Приступая к изучению курса, необходимо внимательно познакомиться с его программой и рекомендуемой литературой.

2. Содержание дисциплины

2.1. Наименование тем лекций и их содержание

1. Введение

Назначение курса и его связь с другими дисциплинами. Электронные цепи, линейные и нелинейные элементы в цепях электронных устройств. Электронные системы, подсистемы, узлы электронных цепей. Компо­ненты электронных цепей и их модели. Необходимость появления и эта­пы развития микросхемотехники, вклад учёных и перспективы её разви­тия. Роль микросхемотехники в повышении эффективности и экономич­ности РЭА.

Литература [1-7].

2.1.2. Основные виды преобразований сигналов в электронных цепях Электрические сигналы, их параметры и разновидности, формы

представления. Анализ прохождения типовых сигналов через линейные цепи с сосредоточенными R. L, С параметрами. Литература [3-6].

2.1.3. Общая характеристика усилителей электрических сигналов Усилители электрических сигналов. Определения, основные пара­ метры и характеристики, структура усилителей. Условия работы усилителей по входу и выходу. Классификация усилителей электрических сигналов. Работа усилителей в реальных цепях при наличии помех.

Литература [3-7,10].

2.1.4. Однокаскадные усилители при малом сигнале

Режим покоя однокаскадных усилителей. Цепи смещения. Темпера­турная стабильность усилителей. Частотные, фазовые и переходные ха­рактеристики. Расчёт транзисторных усилителей НЧ. Широкополосные транзисторные усилители. Корректирующие цепи. Однокаскадные уси­лители на полевых транзисторах. Литература [3-5, 10, II].

2.1.5. Обратные связи в усилителях

Многокаскадные усилители. Необходимость введения обратных свя­зей (ОС) в усилителях. Определение ОС. Классификация видов ОС. Основные способы подачи ОС в усилителях. Влияние ОС разного типа на характеристики усилителей. Литература [3-7].

2.1.6. Усилители постоянного тока (упт)

Основные особенности и характеристики УПТ . УПТ прямого усиления. Дифференциальные усилители. Интегральные операционные уси­лители (ОУ), их основные параметры и классификация. Способы выпол­нения усилителей постоянного (и переменного) тока на ОУ. УПТ с пре­образованием и комбинированные. Литература [3-5].

2.1.7. Выходные каскады усилителей. Усилители мощности. Классы усиления (А, В, АВ, С). Работа выходных каскадов в экономичных режимах. Частотные и импульсные характеристики усилителей с трансформаторами. Бестрансформаторные выходные каскады.

Литература [1-5, 11].

2.1.8. Функциональные усилители

Схемы инвертирующего и неинвертирующего ОУ. Сумматоры анало­говых сигналов. Интегрирующие усилители. Логарифмирующие и анти-логарифмирующие усилители. Избирательные усилители. Перемножи­тели аналоговых сигналов. Электрические фильтры на основе ОУ. Инте­гральные компараторы, таймеры и схемы их применения. Литература [1-6, 12].

2.1.9. Выпрямительные устройства и стабилизаторы напряжения Назначение и классификация выпрямительных устройств. Времен­ные диаграммы токов и напряжений, расчёт выпрямительных устройств с активным сопротивлением нагрузки. Коэффициенты пульсаций v сглаживания. Сглаживающие фильтры. Прецизионные выпрямите-"и на ОУ. Параметрический и компенсационный стабилизаторы напряжения.

Литература [1, 3-5].

2.1.10. Генераторы гармонических колебаний

Генераторы гармонических колебаний с резонансными контурами. Принципы построения, условия самовозбуждения генераторов. Генера­торы гармонических колебаний RC ~ типа. Литература [1, 3-5].

2.1.11. Генераторы негармонических колебаний

Схемы и принципы действия несинусоидальных (релаксационных) колебаний: мультивибраторов, блокинг-генераторов, генераторов ли­нейно-изменяющегося напряжения. Релаксационный генератор на однопереходном транзисторе. Принцип действия и область применения одновибраторов. Электронные реле выдержки времени.

Литература [1, 3-5].

2.1.12 Элементы импульсной техники

Воздействие прямоугольных импульсов на RC и RL - цепи. Диодные ключи. Диодные ограничители. Работа диодных ограничителей ёмкостную нагрузку. Транзисторные ключи на биполярных транзисторах. Насыщенные и ненасыщенные транзисторные ключи. Транзисторные ключи с резистивной, ёмкостной и диодной связью. Ключи на полевых транзисторах, их достоинства и недостатки. Литература [2,3].

2.1.13. Полупроводниковые логические интегральные схемы (ИС)

Конструкция и методы изготовления ИС. Особенности конструкции, параметры и обозначения ИС. Принципы работы и анализ основных типов цифровых ИС: ДТД, ТТД ИД ЭСЛ. Основы их применения в цифровых устройствах.

Логические ИС на полевых транзисторах. Сравнение основных типов логических схем,

Литература [2, 3, 6, 8, 13].

2.1.14. Полупроводниковые цифровые устройства Шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры,

триггеры, счетчики, регистры и сумматоры. Принципы построения, анализ работы, временные диаграммы и таблицы истинности, назначение, особенности применения в обозначение.

Литература [2, 3, 6, 8, 13].