ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Основы схемотехники

Управляющий блок

учебно-методического комплекса

для студентов специальности 201100 (210405.65)

«Радиосвязь, радиовещание и телевидение»

Йошкар-Ола

2006

1. Роль дисциплины в подготовке специалистов в области телекоммуникации. Цели и задачи курса.

1. Значение дисциплины в учебном процессе.

Дисциплина "Основы схемотехники" является одной из центральных дисциплин учебного процесса, закладывающая фундаментальные инженерные знания о принципах работы, построения, проектирования и применения аналоговых электронных схем и устройств. Ее целью является привить студентам знания и навыки, позволяющие технически грамотно осуществлять синтез принципиальных схем аналоговых трактов типовой радиоэлектронной аппаратуры, обоснованный выбор структуры и компонентов этих схем.

Дисциплина посвящена рассмотрению принципов построения и работы основных (типовых) базовых схемных конфигураций, используемых при организации аналоговых трактов усиления и преобразования аналоговых сигналов, в том числе усилителей постоянного тока, широкополосных усилителей и усилителей предельной чувствительности, усилителей мощности и сигналов большой интенсивности, аналоговых функциональных устройств преобразования линейного, нелинейного и параметрического типа.

2. Цели, задачи курса и требования к уровню освоения его содержания.

Цели и задачи курса определены в требованиях государственного образовательного стандарта (ГОС) высшего профессионального образования - государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки инженеров по специальности "Радиосвязь, радиовещание и телевидение", утвержденных в 2000 году.

Целью преподавания дисциплины "Основы схемотехники" является формирование у студентов знания основных технический характеристик и показателей аналоговых электронных устройств и принципов их построения.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать: схемотехнику, принципы функционирования основных усилительных каскадов на аналоговой элементной базе, функциональные устройства не основе операционных усилителей и активных RC-фильтрах;

уметь: проектировать различные виды аналоговых электронных устройств по заданным показателям качества с использованием современной электронной база; моделировать и экспериментально исследовать аналоговые устройства с помощью ПЭВМ;

иметь представление: о функционировании различных классов усилительных устройств, RC генераторов параметрических сигналов и активных RC-фильтров.

Дисциплина "Основы схемотехники" опирается на знаниях студентов по целому ряду дисциплин естественнонаучного и общетехнического цикла, таких как "Высшая математика", "Физика", "Основы теории цепей", "Электроника" и является основой для изучения таких дисциплин как "Радиоприемные устройства" и "Радиопередающие устройства".

3. Организация и общий план изучения дисциплины.

Организация учебного процесса включает планирование, доведение до исполнителей, учебно-методическое обеспечение, виды текущего и итогового контроля освоения дисциплины.

Общий план изучения дисциплины предусматривает подготовку и проведение аудиторных занятий, и выполнение лабораторных работ (заданий), а также время самостоятельной деятельности студентов (СДС) для освоения программного материала с использованием учебной литературы, выполнения и защиты курсовой работы, прохождения текущего контроля знаний по разделам курса, подготовки и сдачи экзамена.

Распределение учебного времени по видам учебной работы и формам обучения

Таблица 1

Виды учебной работы	Формы обучения (количество часов)
	РРТ, очная форма	РРТ, ускоренная форма
Семестры	5	4,5
Общая трудоемкость	102	102
Аудиторные занятия	51	14
в том числе: лекции	34	10
лабораторные работы	17	4
Самостоятельная деятельность студентов	51	88
Курсовая работа	5 семестр	4,5 семестр
Виды итогового контроля (экзамен или зачет)	экзамен	экзамен

Планирование самостоятельной деятельности студентов при изучении дисциплины в течение семестра для студентов очной формы обучения, а также график учебного процесса по дисциплине приведены в таблице 2.

График учебного процесса и самостоятельной работы

Таблица 2

Виды работы	Неделя
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Лекции (кол-во часов)	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
Лабораторные работы	2		2		2		2		2		2		2		2		1
Самостоятельная работа	2	2	2	2	2	4	4	4	4	4	4	4	4	3	2	2	2

Время на самостоятельную работу определено общим учебным планом, исходя из общего количества часов программы курса и времени аудиторных занятий.

2. Программа курса и учебно-методические материалы.

Введение. Общие сведения об аналоговых электронных устройствах (аэу).

Тема 1. Введение. Структура и содержание курса, его связь с другими дисциплинами учебного плана.

Общие сведения об аналоговых электронных устройствах. Классификация электронных устройств: аналоговые и цифровые. Классификация АЭУ.

Литература: [1, с. 5-8].

Тема 2. Принципы построения, особенности функционирования и области применения.

Основные технические показатели и характеристики АЭУ: входное и выходное сопротивление, коэффициент усиления, АЧХ, ФЧХ и переходная характеристика, нелинейные искажения, коэффициент полезного действия, амплитудная характеристика и динамический диапазон.

Литература: [1, с. 7-19].

Принципы построения и анализ работы простейших усилительных звеньев.

Тема 3. Принцип электронного усиления.

Усилительный каскад и его обобщенная схема, ее состав и назначения. Режимы работы усилительных элементов: А, АВ, В, С, Д. Угол отсечки.

Литература: [1, с. 19-23].

Тема 4. Выходные характеристики транзистора.

Рабочая точка и нагрузочная характеристика. Анализ работы каскада с помощью графиков ВАХ и его основных элементов. Критерии выбора положения исходной рабочей точки. Область безопасной работы транзистора и условия получения наибольшей мощности в выходной цепи усилительного прибора.

Литература: [1, с. 23-36].

Принципы и схемы обеспечения требуемого режима работы каскада на постоянном токе. Каскады усиления переменного тока.

Тема 5. Принципы и схемы обеспечения заданного положения исходной рабочей точки в каскаде на биполярном транзисторе.

Обобщенная эквивалентная схема каскада для анализа его работы на постоянном токе.

Литература: [1, с. 36-47].

Тема 6. Каскады усиления переменного сигнала.

Низкочастотные и переходные искажения в усилителях переменного сигнала. Особенности построения многокаскадных усилительных трактов. Способы межкаскадных связей: с непосредственными связями, с гальваническими и емкостными связями.

Литература: [1, с. 59-67].

Дифференциальные усилительные каскады. Усилители постоянного тока.

Тема 7. Дифференциальный усилительный каскад, его основные свойства и схемные реализации.

Генератор стабильного тока и его применение в схеме дифференциального усилительного каскада. Входное сопротивление дифференциальных каскадов. Схема сдвига уровня постоянного напряжения. Источники постоянного напряжения.

Литература: [1, с. 67-70].

Обратная связь в трактах усиления.

Тема 8. Структурная схема усилителя с одно-петлевой обратной связью (ОС).

Применение ОС в усилительных трактах. Анализ влияния ОС на параметры и характеристики усилительного звена.

Литература: [1, с. 70-85].

Тема 9. Стабилизирующее влияние ОС коэффициент усиления, режимы работы на постоянном токе.

Передаточные свойства усилительного звена с глубокой ООС. Линеаризирующее воздействие ООС на сквозную передаточную характеристику нелинейного усилительного тракта.

Литература: [1, с. 85-95].

Усилители мощности.

Тема 10. Однотактные и двухтактные каскады усиления мощности.

Простейшие схемы двухтактных каскадов. Двухтактные каскады в режиме В. Двухтактные каскады в режиме АВ. Двухтактные бес трансформаторные каскады с непосредственной связью с предоконечными транзисторами.

Литература: [1, с. 130-143].

Тема 11. Схемы двухтактных каскадов режима ВС.

Каскад с трансформаторным выходом с встречно-параллельным включением плеч, несимметричный дроссельный каскад квазимостовой схеме. Комбинированные методы повышения КПД.

Литература: [1, с. 143-154].

Широкополосные усилители и усилители импульсных сигналов малой длительности.

Тема 12. Широкополосные усилители.

Особенности формирования АЧХ широкополосных трактов. Частотные свойства транзистора. Влияние емкостей на формирование АЧХ в области высоких частот. Суммарные искажения в резистивном каскаде в области высоких частот.

Литература: [1, с. 170-176].

Тема 13. Частотная коррекция и основные принципы ее организации.

Анализ свойств схемы высокочастотной коррекции с частотно зависимой нагрузкой. Особенности построения оконечных каскадов и широкополосных усилительных.

Литература: [1, с. 176-197].

Усилительные и функциональные устройства на операционных

усилителях.

Тема 14. Операционные усилители и их свойства.

Функциональные устройства на операционных усилителях. Принципы и особенности организации обработки сигналов в схемах на операционных усилителях. Типовые схемы включения ОУ в схеме обработки сигналов.

Литература: [1, с. 197-210].

Тема 15. Дифференциальные усилители на основе ОУ.

Схемы для преобразования сигнальных токов в сигнальные напряжения на базе ОУ. Сумматоры напряжения на базе ОУ. Простейшие частотно-селектирующие цепи на базе ОУ.

Литература: [1, с.210-219].

Активные RC-фильтры.

Тема 16. Активные RC-фильтры.

Общие сведения, аппроксимация характеристик. Звенья ФНЧ и ФВЧ первого порядка. Звенья второго порядка на усилителях с конечным К: звено ФНЧ, звено ФВЧ и полосовое звено. Режекторное звено на основе двойного Т-образного моста. Звено второго порядка на усилителях с неограниченным К: звено ФНЧ, звено ПФ.

Литература [1, с. 298-315].

Тема 17. Основные назначения и показатели аналоговых перемножителей.

Перемножители на дифференциальных каскадах с управляемым делителем. Перемножители и делители на основе управляемых сопротивлений. Применение аналоговых перемножителей.

Заключение. направления, перспективы и проблемы развития аналоговой техники.

Литература (1, с. 247-255).

Учебно-методическое обеспечение.

Учебно-методическое обеспечение данной дисциплины включает:

а) основную литературу, которая минимально необходима для освоения программы курса. Это базовые учебники и учебные пособия с графом министерства образования или УМО, а также методические материалы использование для лабораторных работ;

б) дополнительную литературу в виде учебных пособий и методических указаний для курсового проектирования, справочников, отдельных журналов по вопросам радиотехники и электроники.

Основная и дополнительная литература.

Таблица 3

№№ п/п	Автор	Наименование	Год издания	Кол-во экземпляров
				в библ	на каф
Основная литература
1	Павлов В.Н. Ногин И.Н.	Схемотехника аналоговых электронных.: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь	2003	66	1
2	Войшвилло Г.В.	Усилительные устройства. - М.: Радио и связь	1988	23	1
3	Андреев В.А. Войшвилло Г.В. Головин О.В.	Усилительные устройства. - М.: Радио и связь	1992	5	1
4	Алексеев А.Г. Войшвилло Г.В.	Операционные усилители и их применение. - М.: Радио и связь	1989	3	-
Дополнительная литература
1	Теряев Б.Г. Попова М.И. Марычев И.П.	Проектирование и расчет усилителей: Учебное пособие. - М.: Радио и связь	1993	3	-
2	Варшавер Б.А.	Расчет и проектирование импульсных устройств. - М.: Высшая школа.	1976	5	1
3	Ногин В.Н.	Аналоговые электронные устройства. - М.: Радио и связь	1992	20	-
4	Остапенко Г.С.	Усилительные устройства. - М.: Радио и связь	1989	3	-
5	Кудряшов Б.П. Назаров Ю.В. Тарабрин Б.В.	Аналоговые и цифровые интегральные схемы - М.: Радио и связь	1981	5	1
6	Бочарев Н.Ф. Жебряков Н.К. Колесников С.К.	Расчет электронных устройств на транзисторах - М.: Радио и связь	1985	5	1
7	Достал И.	Операционные усилители /Пер. с англ. - М.: Мир	1982	3	-
8	Ламекин Е.Ф.	Широкополосные интегральные усилители	1980	3	-
9	Брежнев К.М. Гатман Е.И. Давыдова Т.И.	Транзисторы для аппаратуры широкого применения / Справочник. - М.: Радиотехника и связь	1992	5	1
10	Фолкенберри Л.	Применение операционных усилителей и линейных интегральных схем - М .: Мир	1985	3	1
11	Хоровиц П. Хилл У.	Искусство схемотехники - М.: Мир	1998	3	1