Расчетные задания курсовой по электронике и электротехнике

Введение в цифровую электронику
Магнитные цепи
Полупроводниковые приборы
Передача дискретных сигналов
Предмет и задачи курса электрических цепей
  • Электротехника и электроника
  • Важнейшие физические величины в электрических
    цепей
  • Градиент физической величины
  • Основные методы и понятия электрических цепей
  • Классификация электрических цепей.
  • Цепи с сосредоточенными параметрами
  • Двухполюсные элементы
  • Резистор
  • Законы Ома и Кирхгофа
  • Энергетический баланс в электрических цепях
  • Элементы электрической цепи переменного тока
  • Конденсатор  в цепи синусоидального тока
  • Символический метод
  • Применение векторных диаграмм при расчете
  • Активная, реактивная и полная мощности
  • Выражение мощности в комплексной форме
    записи
  • Цепи с распределенными параметрами
  • Линия с потерями. Телеграфное уравнение
  • Резонансные трансформаторы сопротивления
  • Электрические фильтры
  • Фильтры верхних частот 
  • Полосовые и заградительные фильтры
  • Трансформаторы
  • КПД трансформатора
  • Схема расчета трансформатора
  • Переходные процессы в линейных
    электрических цепя
  • «Разряд» катушки индуктивности на резистор
  • Включение цепочки RL на синусоидальное
    напряжение
  • Включение цепочки RC на постоянное
    напряжение
  • Общие свойства четырехполюсников
  • Общий принцип действия и конструкции
    электрических машин
  • Способ получения переменного тока
  • Трехфазный ток
  • Принцип работы асинхронного двигателя
  • Преимущества трехфазных систем
  • Соединение нагрузки треугольником
  • Трехфазные цепи при наличии взаимоиндукции
  • Современная полупроводниковая электроника
  • Выпрямительный полупроводниковый диод
  • Варикап
  • Полупроводниковые транзисторы
  • Тиристор
  • Электронные усилители
  • Двухтактный усилитель мощности
  • Эмиттерный повторитель
  • Усилители постоянного тока
  • Генерирование электрических колебаний
  • Импульсные и цифровые устройства
  • Диодные ключи
  • Дешифраторы и шифраторы
  • Компараторы и триггеры Шмитта
  • Мультивибраторы
  • Усилители постоянного тока (УПТ)
  •  

    • Элементы электрических цепей Общие понятия и определения линейных электрических цепей (ЛЭЦ). Электротехническое устройство и происходящие в нем физические процессы в теории электротехники заменяют расчетным эквивалентом - электрической цепью.
    • Приемники электрической энергии Приемники электрической энергии делятся на пассивные и активные.
    • Синусоидальный ток. В практике электротехники в качестве переменного тока широкое применение нашел ток синусоидальной формы
    •  Комплексное представление синусоидальных токов и напряжений позволяет совместить простоту и наглядность векторного представления с точностью представления действительными функциями времени
    •  Введение комплексного представления токов и напряжений требует определить и сопротивление элементов электрических цепей в комплексной форме
    • Энергетические характеристики электрических цепей синусоидального тока Мгновенная мощность цепи с RL и С элементами
    • Выражение мощности в комплексной форме Широкое применение комплексного представления тока и напряжения в процессе анализа электрических цепей предполагает найти комплексное представление для активной, реактивной и полной мощности. На первый взгляд эта задача не должна вызывать затруднений. Достаточно в выражение для мощности подставить комплексные ток и напряжение
    • Резонанасные свойства электрических цепей синусоидального тока
    • Резонанс напряжений возникает в цепи с последовательным включением элементов
    • Общие сведения о трехфазных линейных электрических цепях В современных энергетических системах генерирование и передача больших потоков энергии осуществляется трехфазными цепями (системами)
    • Основы теории магнетизма Нагрузкой электрических цепей, в общем случае, являются электромагнитные устройства. Их работа основана на использовании электромагнитного поля.Практическим результатом теории магнитного поля является математический аппарат и методы расчета электромагнитных устройств. Любое электромагнитное устройство состоит из намагничивающих элементов (катушек, постоянных магнитов) и магнитопровода. Расчет заключается в определении материалов и геометрических размеров магнитопровода, тока катушки, числа ее витков и ее размеров. Намагничивающая катушка создает магнитное поле в магнитопроводе и в окружающем пространстве.
    • Электромагнитные устройства Перечень электромагнитных устройств очень большой. В лекции будут рассмотрены примеры применения теории магнитного поля к построению сварочных трансформаторов, ферромагнитных стабилизаторов, электромагнитных реле.
    • Принцип работы электромагнитных механизмов. Электромагнитные реле.
    • Общие сведения о трансформаторах Трансформатор для технических целей впервые был применен П.Н. Яблочковым в 1876 году для питания электрических свечей. Широкое применение трансформаторы получили после того, как М.О. Доливо-Добровольским была предложена трехфазная система передачи электроэнергии и разработана конструкция  первого трехфазного трансформатора (1891г.)
    • Биполярные транзисторы. Транзисторы - это электронные приборы, предназначенные для усиления и преобразования сигналов. Наиболее распространены транзисторы с двумя р-п переходами и тремя выводами. Их называют биполярными, так как в работе используются носители обоих знаков.
    • Полевые транзисторы Биполярные транзисторы нашли широкое применение в электронике, но они имеют существенные недостатки. Недостатки обусловлены двумя факторами. Во-первых, активный режим работы предполагает, что эмиттерный переход транзистора открыт и его сопротивление мало
    • Преобразователи напряжения Большинство электронных управляющих, измерительных, вычислительных и других устройств питаются напряжением постоянного тока. Сетевое напряжение переменное, с частотой 50 Гц одно или трехфазное. Поэтому практически каждый электронный прибор снабжен автономным преобразователем напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока.
    • Сглаживающие фильтры Анализ работы рассмотренных схем выпрямителей показал, что напряжение на их выходе не постоянное, а пульсирующее. Применять такое напряжение непосредственно для питания электронных устройств нельзя. Существенно снизить уровень пульсаций позволяют сглаживающие фильтры. В основу их построения положено применение реактивных элементов - индуктивностей и емкостей.
    • Резистивные усилители низкой частоты Усилителями называются устройства, в которых сравнительно маломощный входной сигнал управляет передачей значительно большей мощности из источника питания.
    • Дифференциальный усилитель Рассмотренный усилитель по схеме с общим эмиттером применяется достаточно широко, но имеет ряд недостатков - малое входное и большое выходное сопротивления, зависимость коэффициента усиления от параметров нагрузки. Эти недостатки частично или полностью исключены в дифференциальном усилителе.
    • Операционный  усилитель Современные разработчики электронной аппаратуры стремятся использовать готовые функциональные узлы в виде интегральных микросхем (ИМС). Схемные решения ИМС тщательно проработаны и обеспечивают высокое качество аппаратуры. Предприятия, выпускающие микросхемы, заинтересованы в их сбыте.
    • Элементы импульсных устройств Кроме напряжения синусоидальной формы в практике электротехники и электроники применяются напряжения других форм. Наиболее широко применяется импульсное напряжение. Импульсным называется прерывистое во времени напряжение (сигнал) любой формы. Под формой сигнала понимается закон изменения во времени напряжения или тока.
    • Генераторы импульсных сигналов Формирующие цепи При генерации импульсных сигналов различной формы необходимо формирование временных интервалов, задающих длительность импульсов и пауз, частоту повторения импульсов и т.п. Эта задача решается с помощью формирующих цепей содержащих реактивные элементы. Наиболее простыми и надежными являются RC-цепи. Как правило, они применяются в качестве разделительных, дифференцирующих или интегрирующих цепей.
    • Мультивибраторы Мультивибратором называется генератор периодически повторяющихся прямоугольных импульсов. Мультивибратор может быть выполнен на транзисторах, ОУ или на логических элементах.
    •  Генераторы линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) формируют напряжение пилообразной формы, которое необходимо для создания разверток на экранах осциллографов, телевизоров и др. индикаторов, для преобразователей аналоговых величин в цифровые, преобразователей  амплитуда-время и для др. целей.

    Цифровая электроника

    • Булевы функции (функции логики). Результат выполнения логических операций над двоичными переменными называется булевой функцией F.
    • Комбинационные устройства Комбинационными называются логические устройства, выходные функции которых определяются входными логическими функциями в момент их воздействия. К комбинационным устройствам относятся шифраторы, дешифраторы, преобразователи кодов, мультиплексоры и демультиплексоры, сумматоры и компараторы.
    • Последовательностные устройства В сложных электронных устройствах вместе с комбинационными схемами применяются и такие, у которых есть "память". Значения их выходных сигналов зависят не только от того, какие сигналы действуют в данный момент времени на входе, но и от того, каково было внутреннее состояние схемы ранее. В качестве элементов памяти, как правило, используются триггеры. Схемы, содержащие и логические элементы, и элементы памяти, называются последовательностными.
    • Счетчики импульсов. Одной из наиболее распространенных операций в устройствах дискретной обработки информации является счет импульсов (таймеры ЭСЧ, цифровые измерительные приборы, АЦП и т. п.). Эту операцию выполняют счетчики, которые по назначению делятся на простые (выполняющие операцию суммирования и вычитания) и реверсивные.
    • Основы теории построения логических схем Двоичная переменная. Логические высказывания. Системы счисления
    • Основные теоремы Булевой алгебры Вся Булева алгебра, которая является теоретической основой для построения логических схем, опирается на основные теоремы. Они сформулированы для двоичной переменной
    • Полупроводниковые материалы Электротехнические материалы
    • Булевы функции. Способы задания Булевых функций Все логические схемы, используемые в цифровой электронике, являются прямой реализацией той или иной Булевой функции, то есть прежде чем сконструировать такое устройство, его необходимо математически описать. Это математическое описание всегда начинается с построения Булевых функций, т.е. для определенной комбинации двоичных переменных задается значение Булевых функций.
    • Переход от алгебраической формы к структурной схеме, и наоборот. Функционально полные системы логических элементов
    • Минимизация Булевых функций. Карты Карно Под минимизацией Булевых функций понимают упрощение исходного алгебраического выражения до вида, требующего для практической реализации минимального количества полупроводниковых структур.
    • Основы построения логических схем Импульсные сигналы: основные определения и терминология В настоящее время в системах радио и проводной связи, в телевидении, радиолокации, в электронных вычислительных машинах и в других областях радиоэлектроники широко используются импульсные устройства. Напряжения и токи в таких устройствах имеют характер импульсов и перепадов.
    • Ключи на биполярных транзисторах Простейшим цифровым устройством, имеющим самое широкое применение в цифровой электронике, являются транзисторные ключи.
    • Переходные процессы в ключах с ОЭ
    • Логические элементы на реле и переключателях. Резисторно-транзисторная логика (РТЛ)
    • Элементы ТТЛ с разными выходными каскадами В процессе развития ТТЛ  был разработан целый набор элементов, предназначенный для решения конкретных задач в цифровой электронике.
    • Ключи на полевых транзисторах Важным направлением развития цифровой электроники является создание логических элементов на базе полевых структур.
    • Основные узлы цифровых устройств Триггерами называют цифровые устройства, которые имеют два устойчивых состояния и мгновенно переходят из одного состояния в другое посредством управляющих сигналов. В термин мгновенное вкладывают смысл максимального быстродействия данного логического элемента. Триггеры являются основой для построения  запоминающих устройств и способны хранить один вид информации.
    • Т-триггеры, D- триггеры и J-K-триггеры Основой для построения данных классов триггеров является синхронный R-C-триггер.
    • Классификация, назначение регистров Регистры – это цифровые устройства, предназначенные для хранения нескольких бит информации одновременно. Как правило, количество бит, хранимых в регистрах, кратно четырем.
    • Назначение, классификация дешифраторов Дешифратор – это комбинационное устройство, предназначенное для преобразования параллельного двоичного кода в унитарный, т.е. позиционный код. Обычно, указанный в схеме номер вывода дешифратора соответствует десятичному эквиваленту двоичного кода, подаваемого на вход дешифратора в качестве входных переменных, вернее сказать, что при подаче на вход устройства параллельного двоичного кода на выходе дешифратора появится сигнал на том выходе, номер которого соответствует десятичному эквиваленту двоичного кода.
    • Назначение, классификация сумматоров Сумматор — логический операционный узел, выполняющий арифметическое сложение кодов двух чисел. При арифметическом сложении выполняются и другие дополнительные операции: учёт знаков чисел, выравнивание порядков слагаемых и тому подобное. Указанные операции выполняются в арифметическо-логических устройствах (АЛУ) или процессорных элементах, ядром которых являются сумматоры.
    • Цифровые системы многоканальной передачи занимают господствующее положение на сетях местной связи и находятся в стадии внедрения на сетях зоновой и магистральной связи. Ряд, связанных с этим технических и организационных проблем до сих пор не решен. Продолжается поиск оптимальных решений. Разработка норм и рекомендаций по цифровым системам передачи, выполняемая международными специализированными организациями, продолжается.
    • Расчет зависимости  aш(р)
    • Выбор способа передачи Подсистемы преобразования дискретных сигналов, или кодеки, которые могут быть названы и устройствами преобразования типа “цифра-цифра”, при использовании различных способов передачи дискретных сигналов отличаются, значениями частот следования кодовых групп и числом битов в кодовых группах, степенью аппаратурной сложности соответствующих узлов в ЦСП и значениями коэффициента размножения ошибок. При этом все кодеки обеспечивают заданное качество передачи в отношении фазовых дрожаний.
    • Рекомендуемый алгоритм проектирования цикла
    • Эффективное напряжение помех на входе регенератора Помехи, приведенные ко входу регенератора, складываются из шумов термического происхождения участка линии и внешних помех.
    • Требования к защитному интервалу на этапе итерации (i+1) Чтобы фактическое значение вероятности ошибок не превысило полученного выше значения, необходимо, чтобы защитный интервал в достаточной мере превышал действующее напряжение помех
    • В данном разделе приведены методические указания по разработке структурной схемы аппаратуры оконечной станции проектируемой ЦСП.
    • Выходной двухтактный каскад состоит из двух симметричных плеч
    • Расчет элементов и параметров каскада промежуточного усиления
    • Лабораторная работа Инвертирующее включение ОУ
    • Неинвертирующее включение ОУ. Усилитель, повторитель
    • Дифференциальное включение ОУ. Вычитатель