Курс СТУ_Заочники_Никитин / 130216_План курса СТУ_Никитин

Ю.А. Никитин

План курса СТУ

1. Предмет, цели и задачи курса СТУ. Структурные схемы и основные элементы современных РПрУ и РПдУ. Основные параметры усилителей и их обозначения. Усилитель как четырехполюсник.

2. Общие сведения об ОУ. Основные параметры ОУ и их обозначения.

3. Понятие об идеальной модели ОУ. Дифференциальный и синфазный сигналы. Переходная характеристика ОУ.

1. Представление ОУ в виде четырехполюсника 4-х типов. 4 варианта включения, 16 возможных реализаций.

2. Вывод основных формул для четырехполюсников вида «напряжение-напряжение ИНУН», «ток-ток ИТУТ», «напряжение-ток ИТУН», «ток-напряжение ИНУТ».

1. Понятие об обратной связи. Системы автоматического регулирования (САР). Положительная (ПОС) и отрицательная (ООС) обратные связи. Математическое описание элементов. Передаточные функции. Импульсные характеристики. Частотные характеристики. Типовые звенья. Устойчивость САР. Критерии устойчивости. Возможность перехода ООС в ПОС.

2. Коррекция АЧХ многокаскадного ОУ. Влияние запаса по фазе на колебательность переходного процесса.

1. Модель скорректированного ОУ на ИНУН с конечной полосой пропускания. Разновидности ОУ напряжения: инвертирующее и неинвертирующее включение ОУ, дифференциальное включение ОУ, сумматор напряжений, вычитатель напряжений. Инструментальный ОУ.

2. Интегратор и дифференциатор.

3. Источники напряжения и тока на ОУ. Реализация на ОУ управляемых источников: ИНУН, ИТУТ, ИНУТ, ИТУН.

4. Инверторы положительного сопротивления – гираторы.

5. Активные фильтры на ОУ: полосно-пропускающие и полосно-заграждающие фильтры: ФНЧ, ФВЧ, ПФ, РФ, фазовращатели.

1. Схемотехника ОУ: дифференциальный каскад, токовое зеркало, напряжение Эрли. Схема с ОЭ, схема с ОК, схема с ОБ. Представление транзисторного каскада в виде четырехполюсника. Виды ООС и ее влияние на параметры транзисторного каскада. Эффект Миллера и его влияние на АЧХ каскада.

2. Каскады на униполярных приборах – полевых транзисторах. Их типы и особенности применения.

3. Улучшение основных показателей ОУ. Каскодное соединение ОЭ-ОБ, ОК-ОБ, сложный повторитель, динамическая нагрузка. Увеличение выходного тока, повышение быстродействия, увеличение входного сопротивления и коэффициента усиления. Использование усилителей тока. Выходной каскад. Комплементарные пары и составные транзисторы.

1. Реализация с помощью ОУ нелинейных функций: детектирование, выпрямление, логарифмирование, антилогарифмирование (потенцирование), перемножение сигналов. Выполнение арифметических операций с помощью ОУ. Применение ОУ для стабилизации напряжения.

2. Применение усилителей в радиодиапазоне. ОУ с ООС по напряжению и току. Широкополосные усилители. Работа транзисторного усилительного каскада на высоких частотах.

6. Положительная ОС в ОУ. Генерация колебаний. Мультивибратор, одновибратор, RC-генератор, генератор на основе моста Вина, генератор на основе 2Т-моста, на основе повторителя на ОУ, LC-генератор, кварцевый генератор.

1. Устройства аналоговой коммутации сигналов: коммутаторы и мультиплексоры на полевых транзисторах, ключи напряжения и тока на транзисторах, диодах и pin-диодах. Оптореле – резисторные, диодные, транзисторные. Устройство выборки-хранения – экстраполятор нулевого порядка. Назначение УВХ и ее реализация. Управляемые аттенюаторы. Устройства на переключаемых конденсаторах.

2. Компараторы. Ограничители напряжения, ограничители тока.

8. ЦАП.

8. АЦП.

8. Цепи питания и стабилизации параметров транзисторных усилителей.

8. Стабилизация частоты колебаний в диапазоне частот. Синтез частот. Основные понятия и определения. Оценка качества синтезированного колебания. Астатизм по частоте и фазе. Аналоговый и цифровой синтез частот. Пассивный и активный синтез частот. Основные проблемы и направления развития.

8. Кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАП) – аналоговые и цифровые (импульсные – ИФАП). Система ФАП как следящий фильтр. Частотный метод анализа и синтеза систем ФАП. Импульсная система ФАП как синтезатор частоты. Линейная модель системы ИФАП для анализа фильтрации помех. Обеспечение устойчивости. Примеры расчета.

8. Основные элементы синтезаторов частот: опорные и управляемые генераторы, буферные усилители, умножители частоты, смесители, фазовые детекторы, импульсно-фазовые и частотно-фазовые детекторы, делители (частоты) с переменным и дробно-переменным коэффициентом деления, накапливающие сумматоры, петлевые фильтры.

1. Тракты приведения (ТП) систем ИФАП. Выбор и оптимизация.

2. Синтез АЧХ синтезаторной ИФАП. Структуры синтезаторных систем ИФАП.

15. Пассивный цифровой синтез частот (ПЦС) – двухуровневый и многоуровневый. Структуры используемых конечных автоматов (КА). Модифицированный (цифро-аналоговый) КА. Основные требования к аналоговым элементам ПЦС: ЦАП, управляемому устройству задержки, выходному фильтру.

Литература.

1. Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы. М., Машиностроение, 1977. 464с. с ил.

2. Куропаткин П.В. Теория автоматического управления. М., Высшая школа, 1973. 528с. с ил.

3. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – М., Наука, ГИФМЛ, 19724 – 768с. с ил.

4. Белецкий А.Ф. Основы теории линейных электрических цепей. – М., Связь, 1967, – 608с., с ил.

5. Войшвилло Г.В. Усилительные устройства: Учебник для вузов. – М., Радио и связь, 1983, – 264с., с ил.

6. Марше Ж. Операционные усилители и их применение: Пер. с франц. – Л., Энергия, 1974. 216с. с ил.

7. Грэм Дж., Тоби Дж., Хьюлсманн Л. Проектирование и применение операционных усилителей: Пер. с англ. – М., Мир, 1974 – 512с. с ил.

8. Фолкенберри Л. Применение операционных усилителей и линейных ИС: Пер. с англ. – М., Мир, 1985 – 572с. с ил.

9. Пейтон А. Дж., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях: Пер. с англ. – М., Бином, 1994 – 352с. с ил.

10. Достал И. Операционные усилители: Пер. с англ. – М., Мир, 1982 – 512с. с ил.

11. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. – 2-е изд. – М.: Сов. Радио, 1979. – 368с. с ил.

12. Кустов О.В., Лундин В.З. Операционные усилители в линейных цепях. – М.: Связь, 1978. – 144с., с ил.

13. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 512с., с ил.

14. Знаменский А.Е., Теплюк И.Н. Активные RC-фильтры. – М., Связь, 1970, – 280с., с ил.

4