Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 23.11.2024

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Физико-технологический институт

Кафедра экспериментальной физики

Расчет и проектирование электронных систем

Методические указания к курсовой работе

Екатеринбург

2012


УДК 541/543

Составитель доц. Н.Ф. Школа

Научный редактор доц., к.ф.м.н. А.Ф. Кокорин

Расчет и проектирование электронных систем. Методические указания к курсовой работе / Н.Ф. Школа. – Екатеринбург: УрФУ, 2012.–    22с.

Методические указания  по выполнению курсовой работы  предназначены для формирования у обучающихся  знаний и умений по технологии проектирования с применением современных САПР  электронных схем сопряжения устройств обработки с сенсорами физических величин и исполнительными устройствами измерительных систем, схем электронных устройств измерительных медицинских приборов, микроэлектронных систем   установок и систем для научных исследований.          

Библиогр.:   назв.     Рис..


Введение

Методическое пособие содержит указания для студентов при выполнении ими курсовой работы по курсу «Расчет и проектирование электронных систем».

Целью выполнения курсовой работы является закрепление теоретических знаний в области усиления и обработки сигналов датчиков в измерительных системах, приобретения навыков по проектированию схем электронных приборов.

Студенты должны выработать умение выбирать схемотехнические решения построения узлов и блоков, умение применять методики анализа синтезированных усилительных и преобразовательных схем. Закрепить навыки работы с технической литературой, справочниками и ГОСТами, научиться рациональной последовательности действий при выполнении проекта.

Курсовая работа – это учебный документ, выполняемый студентами по учебному плану на промежуточных этапах обучения. Выполнение курсовой работы является одним из видов самостоятельной работы студентов.  

Выполнение курсовой работы имеет целью:

•систематизацию и закреплению теоретических и практических знаний студентов по отдельным дисциплинам, помогает на практике применить полученные теоретические знания при проектировании цифровых контрольно-измерительных и управляющих систем, а также систем сбора и обработки информации;

•развитие навыков самостоятельной работы, проверка способности студента самостоятельно, творчески применять на практике теоретические знания, полученные при изучении базовых дисциплин;

•освоение технологий проектных и научных работ;

•обучение методам выбора и обоснования технических решений, приобретение необходимых навыков и умений в проектировании контрольно-измерительных и управляющих устройств на цифровых схемах;

•изучение современных стандартов, систем автоматизированного проектирования и подготовки конструкторской документации.

В процессе выполнения курсовой работы студенты приобретают навыки по составлению  заданий процедур, назначения операций и доведения поставленной задачи до конкретного схемного технического решения. Для этого необходимо  освоить теоретический материал и проявить творческую инициативу в подборе и изучении специальной литературы.

  1.  Тематика курсовых работ

Курсовая работа является самостоятельной работой студента. К ее выполнению необходимо отнестись с особым вниманием и тщательностью.

Курсовая работа выполняется по индивидуальным заданиям, которые выдаются преподавателем. Исходные данные для курсовой работы могут быть заданы в виде таблицы вариантов.  Распределение вариантов заданий на курсовую работу между студентами определяется распоряжением по кафедре.

Тематика курсовой работы, как правило, связана с проектированием усилительных схем дифференциального типа. Также задание на курсовую работу может быть связано с научными или производственными интересами студента, лежащими в русле изучаемой дисциплины. В этом случае функциональное назначение и схемное исполнение определяются индивидуально.

В качестве типовых тем курсовой работы предложены разработать по индивидуальному заданию

  •  Усилитель вертикального отклонения   с ЭЛТ.
  •  Двухкаскадный дифференциальный усилитель напряжения.
  •  Усилитель малых сигналов датчиков.

Образцы тем представлены в приложении 1-3.

2. Расчетная часть курсовой раборы

1. Порядок выполнения расчетной части курсовой работы по теме «Усилитель вертикального отклонения   с ЭЛТ»

1.1. Подготовка к выполнению проекта

Изучить техническую литературу на типовые аналоги проектируемого прибора, ознакомиться с функциональными возможностями и принципом реализации отдельных блоков электронного осциллографа.

Провести анализ требований ТЗ на курсовое проектирование (приложение Б), выделив следующие моменты:

1. оценить полноту исходных данных для проектирования усилителя, задать недостающие для расчета требования исходя из его особенностей и назначения;

2. определить важнейшие требования ТЗ для разработки структурной схемы  прибора;

3. уяснить, какие параметры являются наиболее трудно реализуемыми или реализуемыми на компромиссной основе (противоречивые параметры) и какими особенностями должна обладать схема прибора;

4. уяснить, какие справочные материалы потребуются для проектирования.

1.2. Техническое задание

Техническое задание на проектирование   устройства с типовым названием отличается исходными данными в вариантах.

Для темы "Усилитель  вертикального отклонения с ЭЛТ", состав исходных данных следующий:

  •  Выходное напряжение усилителя Uвых ( В).
  •  Коэффициент усиления номинальный Ко.
  •  Допустимые искажения прямоугольного импульс: tф, , .
  •  Время нарастания переходной характеристики УВО tн.
  •  Граничные частоты и  для непрямоугольного импульса
  •  Сопротивление нагрузки и емкость нагрузки Сн.
  •  Входное сопротивление Rвх и допустимая входная емкость
  •  Рабочий диапазон температур окружающей среды tср min- tср max.

  Рекомендации по определению исходных данных

1. Uвых определяется нагрузкой, т.е. ЭЛО:

Uвых = h/SY,

где h - размер изображения в мм.

2. Ко = Uвых max / Uвх min.

3. Допустимыми для прямоугольного и экспоненциального импульса считать искажения, не превышающие:

tф  0.1 t и min   ,      1%  ,    ( 1  3)%    ,    н   / tи max .

4. Время нарастания :

tф  0,35 / fв.

5. Верхняя граничная частота для непрямоугольного импульса определяется из энергетического критерия (если не сформулированы дополнительные требования  к форме импульса):

fв  ( fв  t и  )/ t и min ,

Оконечный каскад УВО нагружен на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ и создает в нагрузке симметричное парафазное отклоняющее напряжение с целью уменьшить его влияние на условия фокусировки луча на экране ЭЛТ. ОК выполняют по дифференциальной схеме с противоречивыми требованиями обеспечить широкую полосу и большую амплитуду импульсов на емкостной нагрузке. Всегда рассматривают возможность выполнения выходного ОК на операционных усилителях. Коэффициент усиления ОК задают максимально возможным для исключения режима большого сигнала предоконечного каскада УВО и снижения тем самым уровня нелинейных искажений, вносимых УВО. Для уменьшения нелинейных искажений ОК стремятся расширить линейный диапазон выходных напряжений (1,5-кратный запас) и используют местную отрицательную обратную связь ООС. Режим большого сигнала накладывает требования по обеспечению теплового режима активных элементов ДК. При использовании непосредственных связей в схему вводят регулировку смещения луча ЭЛТ (регулировку постоянного выходного напряжения ОК). При емкостной межкаскадной связи для смещения луча применяют балансную схему, задающую напряжение смещения на пластины ЭЛТ и являющуюся резистивной нагрузкой ОК.

1.3. Методики расчета усилительных каскадов

1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Расчет параметров биполярных транзисторов проводится на основе эквивалентной малосигнальной  П-образной схемы [3] биполярного транзистора,  приведенной на рис.1.

Рис.1. Эквивалентная схема транзистора в каскаде ОЭ

Малосигнальные (справочные) параметры биполярного транзистора:

         коэффициент передачи тока базы                                                                          

         модуль коэффициента передачи тока базы на частоте измерения fm           

         постоянная цепи обратной связи транзистора                                                  

         емкость коллекторного перехода                                                                          

Транзистор в схеме включения ОЭ характеризуют следующие параметры:

1.1.Входное сопротивление.

         ,                                                                        (1-1)

         где:

 rb - объемное сопротивление базы,

rbe - сопротивление внутренняя база - эмиттер,

re - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода.

Сопротивления базы и эмиттера рассчитываются по формулам:

         ,                                                                                                                  (1-2)

         ,                                                                                                                  (1-3)

         где  - температурный потенциал,

         Iep- ток эмиттера в рабочей точке.

          ,                                                              (1-4)

         где  - температура перехода в  .

         1.2.Крутизна прямой передаточной характеристики транзистора.

         1.2.1. Внутренняя (физическая) крутизна транзистора.

         ,                                                               (1-5)

         где  Ikp- ток коллектора в рабочей точке.

         1.2.2. Крутизна транзистора в заданной рабочей точке.

         .                                                 (1-6)

         1.3. Внутреннее сопротивление и проводимость транзистора в схеме  ОЭ.

         1.3.1.Внутреннее сопротивление транзистора ОЭ при управлении от идеального источника напряжения (внутреннее сопротивление источника Rg = 0):

         ,                                                                                                                   (1-7)

         ,                      (1-8)

         ,                                                                                         (1-9)

         где   Ua - напряжение Эрли, зависящее от проводимости транзистора,

               r*k- сопротивление коллекторного перехода в схеме ОЭ при питании базы от источника тока(),

               rk- сопротивление коллекторного перехода в схеме ОБ.

         1.3.2.Внутренняя проводимость транзистора  в  каскаде  ОЭ  при управлении от источника напряжения с ненулевым внутренним сопротивлением().

         ,                                     (1-10)

         где   Rg - внутреннее сопротивление источника сигнала.

         Если  в схеме присутствует делитель напряжения в цепи базы, то в выражении (1-10) и в других, содержащих Rg, необходимо учесть его шунтирующее действие заменой Rg на Rbg

         .                                                                                      (1-11)

         1.3.3.Внутренняя проводимость каскада ОЭ с сопротивлением ООС в цепи эмиттера.

         .                                                                     (1-12)

         1.4. Емкость коллекторного перехода транзистора в рабочей точке.

         ,                                                                                                  (1-13)

         где       - справочные значения,

                ,- значения в рабочей точке.

         1.5. Характеристические частоты транзистора

         1.5.1. Частота единичного усиления транзистора.

                                                                                                      (1-14)

         1.5.2. Граничная частота коэффициента передачи тока базы:

         ,                                                                          (1-15)

          ,                                                                                       (1-16)

         где  Cbe - диффузионная емкость эмиттера.

         1.5.3.Граничная частота коэффициента передачи тока эмиттера:

         .                                                                                                                   (1-17)

         1.5.4.Граничная частота крутизны транзистора:

          ,                                                                                                          (1-18)

         .                                                                                    (1-19)

         1.6.Диффузионная емкость эмиттера:

         .                                                                                 (1-20)


2. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД ОЭ

Свойства усилительного каскада ОЭ определяются в значительной мере сопротивлением источника сигнала и эмиттерной цепью ООС. Эквивалентная схема каскада ОЭ приведена на рис.2.

Рис. 2. Эквивалентная схема каскада ОЭ с эмиттерной цепью для верхних частот

       2.1.Каскад ОЭ  без местной ООС (сопротивление эмиттерной цепи ).

       2.1.1.Коэффициент усиления каскада в области с.ч..

        ;                                                        (2-1)

        ;                                                                                                    (2-2)

        ,                                                                                                        (2-3)

       ;                                                                                                                   (2-4)

       ,                                                                                                                     (2-5)

       где Rkl - эквивалентное сопротивление коллекторной цепи транзистора,

              Rk- сопротивление коллекторной нагрузки,

              Rl -         сопротивление нагрузки.

       Если в схеме каскада присутствует делитель в цепи базы сопротивлением Rb, то следует коэффициент усиления рассчитывать по формуле:

       ,                                                                                                  (2-6)

       а вместо Rg во всех выражениях использовать Rbg согласно (1-11).

       2.1.2.Постоянная времени в области в.ч. и верхняя граничная частота каскада ОЭ.

       ;                                                                                                               (2-7)

       ,                                                                  (2-8)

       где   - эквивалентная входная динамическая емкость каскада ОЭ,

              - эквивалентное сопротивление, шунтирующее Co .

       Величины  и  задаются выражениями:

       ,                                                                                        (2-9)

        .                                                                                                       (2-10)

       Если каскад ОЭ нагружен на емкость , то в выражениях следует заменить Ck на Ckl в соответствии с выражением :

       .                                                                              (2-12)

       2.2.Каскад ОЭ с местной ООС по току (), корректирующая емкость

        в эмиттере отсутствует ().

       2.2.1. Коэффициент усиления каскада в области с.ч..

                                          (2-13)

       ,                                                                    (2-14)

       где F - фактор обратной связи.

       2.2.2. Постоянная времени каскада с местной ООС в области в.ч..

       (,).

           =

        =                          (2-15)

       2.2.3 Входное сопротивление каскада с местной ООС без учета шунтирующего действия делителя в цепи базы.

       .                                                         (2-16)

       2.2.4. Входная емкость каскада с местной ООС .

                                                                                                                        (2-17)

       2.3. Каскад с местной ООС по току и корректирующей емкостью в цепи эмиттера .

       2.3.1. Коэффициент усиления каскада по п.2.2.1.

       2.3.2. Постоянная времени каскада в области в.ч. при условии

        компенсации полюса нулем .

                                                                     (2-18)

       Величина корректирующей емкости при условии P=Z равна

       .                                                 (2-19)


3.  РАСЧЕТ ВЫХОДНОГО (ОКОНЕЧНОГО) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО КАСКАДА С ЭМИТТЕРНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

 

а)                                                                                                  б)

Рис.3. Схема дифференциального каскада

с эмиттерной цепью типа "звезда" а) и "треугольник" б)

       1. Определить выходные напряжения дифференциального каскада (рис.3.).

       1.1. Максимальное отклоняющее напряжение -  выходное напряжение, отклоняющее луч по оси Y в пределах рабочей части  экрана электронно-лучевой трубки ЭЛТ:

       ,                                                                                                              (3-1)

       где:

                - высота рабочей части экрана ЭЛТ,

                - чувствительность вертикально-отклоняющих пластин ЭЛТ.

       Напряжение  является максимальной амплитудой выходного дифференциального сигнала  оконечного ДК.

       1.2. Выходное напряжение с плеча оконечного ДК - максимальная амплитуда сигнала с одного плеча ДК:

       .                                                                                                        (3-2)

       1.3. Максимальное напряжение одного плеча ДК - напряжение линейного диапазона одного плеча ДК:

                                                                                                           (3-3)

       2.Выбрать предварительно транзистор из числа в.ч.- транзисторов средней и большой мощности с минимальным значением  по следующим условиям:

           ,                                                                                                    (3-4)

        ,                                                                                                                  (3-5)

       где - заданное время нарастания оконечного ДК.

       3. Определить изменение коллекторного тока и оценить коллекторную

        нагрузку Rk по условиям:

            ,                                                                                                     (3-6)

       .                                                                                                            (3-7)

      

       4. Вычислить емкость нагрузки плеча ДК по формуле:

       Сн = 2Спл + Cвз+ Cм ,

где   Спл - емкость Y-пластин,

        Cвз - емкость взаимосвязи Y-пластины с остальными,

        - монтажная емкость.

5.Задать рабочую точку транзистора.

       5.1 Ток коллектора Ikp в рабочей точке (симметричной для плеч ДК) исходя из условия

       .                                                                                                (3-8)

       5.2. Напряжение коллектор-эмиттер Ukep в рабочей точке:

        

       6. Определить напряжение E*k=1,5 Ukep между шиной питания и эмиттером транзистора:

                                                                                                        (3-9)

       7. Рассчитать параметры транзистора   для заданной р.т.

       8. Выбрать сопротивление источника сигнала Rg из условия:

       ,                                                                                                                (3-10)

       где Rkg - сопротивление коллекторной нагрузки предыдущего каскада.

       9. Проверить правильность выбора транзистора и коллекторной нагрузки для оконечного каскада по условию обеспечения заданной верхней граничной частоты   (заданного времени нарастания tнОКзад ПХ ):

       .                                                                 (3-11)

       10. Выбрать эмиттерное сопротивление Re цепи коррекции из условия отсутствия выброса на ПХ оконечного каскада в апериодическом режиме:

       ,                                                               (3-12)

       а также с учетом коэффициента усиления, который приближенно может быть вычислен по формуле:

       .                                                                                                     (3-13)

       11. Определить емкость Ce цепи коррекции по условию (2-19).

       12. Определить постоянную времени каскада в области в.ч. для режима компенсации полюса нулем по условию (2-18) и рассчитать время нарастания ПХ и верхнюю граничную частоту каскада.

       Если рассчитанное время нарастания меньше требуемого, то можно увеличить сопротивление Rk и работать с меньшим значением коллекторного тока. После увеличения Rk расчет провести заново.

        Если рассчитанное время нарастания окажется больше заданного, то выбирают транзистор с большим допустимым током коллектора (с целью снизить Rk) или с меньшей емкостью Ck и расчет проводят заново.

       13. Вычислить точное значение коэффициента усиления в области с.ч. по формуле (2-13).

       14. Рассчитать каскад по постоянному току.

       14.1. Рассчитать режимное  сопротивление эмиттерной цепи Rреж:

       14.1.1. Задать допустимое изменение коллекторного тока  в р.т. от температуры и выбрать значение коэффициента температурной нестабильности Ni из диапазона Ni = 2...7.

       14.1.2.Расчитать приращения напряжения база-эмиттер Ube, коэффициента передачи тока базы  и теплового тока коллекторного перехода IkT при изменении температуры окружающей среды в заданном по ТЗ температурном диапазоне:

       ,                                                                              (3-14)

       где температурный коэффициент , а  рассчитывается по (1-4);

       ,                                                                                                 (3-15)

       где ;

       ,                                               (3-16)

       .                                                                               (3-17)

       14.1.3.Расчитать полное сопротивление эмиттерной цепи, необходимое для получения требуемой температурной стабильности:

       ,                                                                              (3-18)

       где Rbo - внешнее сопротивление цепи базы по постоянному току.

       14.1.4.Расчитать чувствительность схемы :

       .                                                                                                    (3-19)

       14.1.5.Проверить выполнение условия:

       .                                                                       (3-20)

       Если условие (3-20) не выполняется, то необходимо задать меньшее значение Ni и повторить расчет.

       14.1.6.Для симметричного ДК выбрать режимное сопротивление:

       .                                                                                                      (3-21)

       14.1.7 При необходимости преобразовать звезду в треугольник по следующим формулам:

       ,                                                                                                  (3-22)

       ,                                                                                         (3-23)

       .                                                                           (3-24)

       14.2. Выбрать напряжение источника питания оконечного ДК:

                                                                                                        (3-25)

       14.3. Проверить условия обеспечения теплового режима транзистора:

       ,                                                                                      (3-26)

       где P kmax- максимальная мощность, рассеиваемая транзистором при максимальной по ТЗ температуре окружающей среды:

       .                                                                                   (3-27)

       Pkдоп- максимально-допустимая мощность для температуры Tco.

       Если условие (3-26) не выполняется, то необходимо для выбранного

        транзистора использовать теплоотвод.

       14.5. Для каскадов с резистивно-емкостными связями провести расчет делителя напряжения в цепи базы.

                                                                                                           (3-28)

                                                                                     (3-29)

       ,                                                                                                        (3-30)

       где Ibp и Ubep - режимные параметры транзистора в р.т.

       Проверить условия:

       ,                                                                                               (3-31)

       .                                                                                            (3-32)

       15. Определить входной импеданс ДК.

       15.1. Рассчитать входное сопротивление ДК по выражению (2-16).

       15.2. Рассчитать входную емкость ДК по выражению (2-17).

       16. Рассчитать низкочастотные параметры каскада по выражениям:

       ,                                                                    (3-33)

       ,                                                                                 (3-34)

       ,                                                                                                   (3-35)

       ,                                                                                                         (3-36)

       Проверить выполнение условия:

       .                                                                                (3-37)

       17.Рассчитать режимные параметры элементов каскада:

       - мощность резисторов;

       - рабочие напряжения конденсаторов;

       - ток потребления от источника питания.


После расчетов  необходимо:

  •  составить, в соответствии с расчетами, принципиальную схему в среде MC версий 6-9;
  •  выбрать или получить модели компонентов в среде MC версий 6-9;
  •  выполнить анализ и настройку статического режима схемы;
  •  выполнить анализ и настройку частотных характеристик схемы;
  •  определить максимальную линейную амплитуду для коэффициента гармонических искажений усилителя Кг=1%;
  •  выполнить временной  анализ переходных процессов схемы;
  •  выполнить проверку настройки основных параметров усилителя методом Монте-Карло;
  •  составить и начертить принципиальную электрическую схему;
  •  выбрать компоненты по справочнику для реализации схемы;
  •  оформить результаты работы в виде пояснительной записки.

Все этапы проектирования  должны быть отражены в пояснительной записке.

2. Порядок выполнения расчетной части курсовой работы по теме «Двухкаскадный дифференциальный усилитель напряжения»

Пример задания на моделирование

Выполнить моделирование параметрической настройки схемы двухкаскадного дифференциального усилителя с целью получения максимальной верхней граничной частоты. Построить на всех этапах моделирования графики АЧХ: исходную, промежуточную и  итоговую. Привести по итогам настройки временной график выходного напряжения двухкаскадного дифференциального усилителя для входного сигнала прямоугольной формы. Методика настройки изложена в методических указаниях к лабораторной работе №4  "Исследование   характеристик транзисторных усилительных схем на дифференциальных каскадах средствами системы Micro-CAP", пункт 2. В схему  рис.4 внести изменения согласно заданному варианту.

Определить максимальную линейную амплитуду для заданного значения коэффициента гармонических искажений усилителя Кг. Методика настройки изложена в методических указаниях к лабораторной работе №4  "Исследование   характеристик транзисторных усилительных схем на дифференциальных каскадах средствами системы Micro-CAP", пункт 1.

Рис.4 Схема двухкаскадного дифференциального усилителя  

В процессе проектирования необходимо:

  •  составить, в соответствии с заданием, принципиальную схему рис.1  в среде MC версий 6-9;
  •  выбрать или получить модели компонентов в среде MC версий 6-9;
  •  выполнить анализ и настройку статического режима схемы;
  •  выполнить анализ и настройку частотных характеристик схемы;
  •  определить максимальную линейную амплитуду для коэффициента гармонических искажений усилителя Кг=1%;
  •  выполнить временной  анализ переходных процессов схемы;
  •  выполнить проверку настройки основных параметров усилителя методом Монте-Карло;
  •  составить и начертить принципиальную электрическую схему;
  •  выбрать компоненты по справочнику для реализации схемы;
  •  оформить результаты работы в виде пояснительной записки.

Все этапы проектирования  должны быть отражены в пояснительной записке.

3. Порядок выполнения расчетной части курсовой работы по теме Усилитель малых сигналов датчиков»

Пример задания

«Схемотехническое моделирование электронной схемы предварительного усилителя электроэнцефалографического сигнала в среде Micro-Cap 9»

В электроэнцефалографах в первых каскадах усиления используют дифференциальные усилители (предусилитель). Данный усилитель характеризуется большим коэффициентом усиления, позволяющим усиливать биоэлектрическую активность, измеряемую долями микровольт, до десятков вольт;  большим коэффициентом ослабления синфазного сигнала (КОСС), позволяющим противодействовать электрическим помехам в виде электромагнитных наводок. Также необходимо обеспечить относительно стабильные во времени значения сопротивления между электродом и кожей головы (порядка 10 кОм).

Такие усилители применяются в процессе измерений, они обеспечивают точную передачу электрического сигнала в заданном масштабе. Схема проектируемого предварительного усилителя ориентирована на широкое применение в различной медицинской аппаратуре.

Схема усилителя биопотенциалов (рис.5) создана в графическом редакторе MICRO-CAP 9. 

Рис. 5 Принципиальная схема усилителя биопотенциалов

В процессе проектирования необходимо выполнить следующие виды процедур:

  •  составить, в соответствии с заданием, принципиальную схему   в среде MC версий 6-9;
  •  выбрать или получить модели компонентов в среде MC версий 6-9;
  •  выполнить анализ и настройку статического режима схемы;
  •  выполнить анализ и настройку частотных характеристик схемы;
  •  определить максимальную линейную амплитуду для коэффициента гармонических искажений усилителя Кг;
  •  выполнить временной  анализ переходных процессов схемы;
  •  выполнить проверку настройки основных параметров усилителя методом Монте-Карло;
  •  составить и начертить принципиальную электрическую схему;
  •  выбрать компоненты по справочнику для реализации схемы;
  •  оформить результаты работы в виде пояснительной записки.

Все этапы проектирования  должны быть отражены в пояснительной записке.

3. Общие требования к  оформлению документов курсовой работы

В состав курсовой работы входят текстовые и графические документы, а также может входить справочная документация. Правила оформления курсовых работ (проектов) есть в стандарте предприятия СТП УПИ 1-96. Стандарт предприятия опирается на государственные стандарты Российской Федерации. На текущий момент времени это основные стандарты: ГОСТ 2.105-95, ГОСТ 6.30-97 и ГОСТ 7.32-2001. Конкретизация специфики оформления учебной документации по профилю обучения содержится в методических рекомендациях по оформлению курсовых и дипломных работ [4,5]. Методические рекомендации не подменяют действующих государственных стандартов Российской Федерации, которые обязательны для изучения и играют главенствующую роль.

Законченная курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки и графического материала, которые должны в совокупности давать достаточно полное представление о разрабатываемом устройстве, основных принципах его работы, о схемотехнических решениях, положенных в основу разработки  схем узлов и т.д.

Студент несет ответственность за правильность вычислений, работоспособность схемных решений, качество оформления расчетно-пояснительной записки и графических материалов, за своевременное выполнение работы и представление ее к защите.

Ниже приводится более подробное описание основных разделов курсовой работы.

Расчетно-пояснительная записка является основным документом, представляемым к защите. Качество ее оценивается полнотой, точностью и логикой изложения, а также аккуратностью и правильностью заполнения составляющих частей: текста, рисунков, таблиц и библиографического списка.

Объем записки составляет 20-30 страниц стандартного формата A4 (210×297 мм2), включая схемы, иллюстрации, справочный материал. В отдельных случаях допускается использование большего объема записки и графики большего формата. По краям листа оставляются поля: слева - 25 мм, справа - 10 мм, сверху и снизу - по 20 мм.

Все страницы записки, в том числе - с графиками, рисунками и т.п., нумеруются и переплетаются в единую папку.

Схемы, диаграммы, рисунки и другие иллюстративные материалы выполняются на отдельных листах миллиметровки единообразно по всей работе, с указанием номера рисунка и подрисуночной подписью; все формулы следует пронумеровать.

Расчетно-пояснительная записка в общем случае может состоять из следующих частей.

  1.  Титульный лист на котором указывается Федеральное агентство
    по образованию, полное наименование университета, института и кафедры, а также тема курсовой работы, ФИО студента и номер группы,
    ФИО преподавателя, город и год (1 стр.).
  2.  Бланк задания на курсовое проектирование, подписанный преподавателем и утвержденный заведующим кафедрой. Задание на выполнение курсовой работы (проекта) является нормативным документом, устанавливающим технические требования к показателям проектируемого устройства, а также сроки представления работы на кафедру в завершенном виде. Бланк задания имеет стандартную форму и содержит данные о студенте, название темы работы и краткие исходные данные. Здесь кратко приводится основное содержание расчетно-пояснительной записки и графического материала. Задание с указанием даты его выдачи подписывается преподавателем и утверждается заведующим кафедрой. Задание на работу  необходимо поместить в начале пояснительной записки сразу после титульного листа (1 стр.).

В ходе  выполнения курсовой работы руководитель делает отметки на бланке о выполнении этапов  и его завершении, а по окончании защиты комиссия проставляет оценку. Без правильно заполненного бланка задания и отметки о ее завершении работа к защите не допускается.

  1.  Оглавление включает название разделов и номера страниц, соответствующих началу каждого из них (1 стр.).
  2.  Перечень использованных сокращений и обозначений, который
    содержит составленный в алфавитном порядке список мало распространенных сокращений, каждое из которых должно быть расшифровано. Перечень обозначений содержит список составленных в алфавитном порядке обозначений, использованных в тексте и на чертежах,
    с их расшифровкой (1 стр.).
  3.  Введение содержит краткую вводную информацию, касающуюся
    предметной области курсовой работы (1-2 стр.).
  4.  Инженерная формулировка технического задания и формулировка технических требований к устройству и его составным частям. (2-3 стр.).
  5.  Разработка и описание структурной схемы, выбор и обоснование требований к техническим показателям каскадов, а также выполнение  расчетов отдельных элементов. (2-3 стр.)
  6.  Результаты расчетов всех каскадов структуры , выбор компонентов с учетом рядов номинальных значений и точностных допусков,  расчет эксплуатационных параметров (мощности резисторов и рабочего напряжения конденсаторов), составление их перечня содержательные выводы (10-12 стр.).
  7.  Результаты моделирования схем в среде MicroCAP.
  8.  Список использованных литературных источников (1 стр.).
  9.  Приложение, содержащее  справочный и графический материал.

Состав разделов расчетно-пояснительной записки для конкретного задания уточняется во время консультации с преподавателем.

Графическая часть курсовой работы выполняется обычно на листах формата A3. Допускается оформление графических материалов  карандашом, но с обязательным использованием необходимых чертежных инструментов. Условные обозначения, шрифты и масштабы чертежа должны соответствовать требованиям Единой системы конструкторской документации ЕСКД. Допускается использование специализированных компьютерных пакетов разработки и оформления конструкторской документации, таких как, например Autocad и P-CAD.

Рекомендуются следующие минимальные нормы представления графических материалов:

принципиальная электрическая схема  - 1 лист,

перечень элементов к принципиальной электрической схеме УВО – 1-2 листа.

Перечень графического материала задан в объеме, предусматривающем обучение студента оформлению технической документации.  

4. Контроль за ходом выполнения курсовой работы, определение её готовности и порядок защиты

Вся работа студента при выполнении курсовой работы выполняется под контролем руководителя, который обеспечивает:

  1.  консультации и обсуждения со студентом правильности принимаемых решений;
  2.  контроль за соблюдение плановых сроков выполнения отдельных этапов;
  3.  проверку всех материалов, составляющих работу, на предмет их готовности к защите.

За содержание и форму работы, за ее качество ответственность несет исполнитель - студент.

Устанавливаются шесть контролируемых рубежей выполнения курсовой работы в соответствии с планом-графиком, приведенном в задании на курсовое проектирование.

Объем выполнения первых пяти этапов включает все расчетные работы,  работы по моделированию схем в среде и контролируется преподавателем.

К шестому рубежному контролю синтетическая часть проекта должна быть закончена. Спроектированную  схему УВО следует испытать в лаборатории ИЭ и САПР в среде моделирования MicroCAP и продемонстрировать работу руководителю. После одобрения руководителя вся документация должна быть оформлена и предъявлена преподавателю на проверку.

Готовность курсовой работы определяется руководителем и подтверждается его подписью на расчетно-пояснительной записке и графическом материале. После этого все документы проходят кафедральный  нормоконтроль.

Курсовая работа считается готовой, если выполнены все пункты, предусмотренные заданием, документы прошли нормоконтроль, что подтверждается подписями студента, нормоконтролера и преподавателя.  

Все материалы курсовой работы после установления её готовности представляются комиссии, назначаемой кафедрой, и защищаются студентом в установленные распоряжением сроки работы комиссии.

Защита работы производится индивидуально каждым студентом на заседании комиссии, назначаемой заведующим кафедрой. На изложение основного содержания работы студенту дается около 5 мин, доклад иллюстрируется графическим материалом. Оценка работы - дифференцированный зачет (зачет с оценкой).

По результатам выполнения работы и защиты выставляется оценка с учетом:

1) объема и качества выполнения работы, оригинальности и самостоятельности решений;

  1.  знаний по вопросам схемотехники и элементной базы для ее реализации;
  2.  умения излагать результаты работы, обосновывать и защищать принятые решения и отвечать на заданные вопросы.

В процессе защиты студенту могут быть заданы разнообразные вопросы по содержанию работы, по теоретической ее части, по схемотехнике отдельных узлов.

Комиссия оценивает работу по ее качеству и уровню защиты и проставляет оценку на титульном листе работы и в зачетной книжке студента. При получении неудовлетворительной оценки студент защищает курсовую работу повторно. Повторная защита с целью получения повышенной оценки как правило не допускается. В исключительных случаях по разрешению заведующего кафедрой студент может получить новое задание и выполнить курсовую работу заново с последующей ее защитой.

По завершению защиты расчетно-пояснительная записка и графические материалы остаются для хранения на кафедре.

Список литературы

[1] УМК_«Конструирование проектирование и технология автоматических электронных и микроэлектронных систем физических установок и автоматизированных систем для научных исследований» [Электронный ресурс]: - Электрон.дан. и программ. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2011.–1 электрон. оптич. диск (CD-ROM)

[2]  УМК _Аналоговая схемотехника [Электронный ресурс]: - Электрон.дан. и программ. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2011.–1 электрон. оптич. диск (CD-ROM)

[3]  УМК _САПР [Электронный ресурс]: - Электрон.дан. и программ. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2011.–1 электрон. оптич. диск (CD-ROM)

[4] Кичигин В.Н. Оформление курсовых и дипломных проектов: методические указания для студентов технических специальностей /В.Н. Кичигин, И.Е. Мясников, С.И. Тимошенко. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. - 80 с.

[5] Общие требования к содержанию и оформлению дипломных и курсовых проектов: методические указания для студентов дневной формы обучения физико-технического факультета /Е.Г. Новиков. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. 40с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ ПО ТЕМЕ 1

№ п/п

Форма

входного

импульса

Полярность вход. импульса

Диапазон амплитуд вход. имп.,В

Длительность вход. имп.,мкс

Скважность,не менее

Тип   ЭЛТ

Сопротивление источн. Сигнала, Ом

Диапазон температур, С

  1.  

прямоугольный

положительн.

0.01-50

0.25-200

5

11ЛО5И

50

10-50

  1.  

прямоугольный

положительн. отрицательн.

0.02-50

0.55-2000

5

13ЛО3И

50

10-35

  1.  

прямоугольный

отрицательн.

0.05-20

0.35-500

5

13ЛО9И

50

0-60

  1.  

прямоугольный

отрицательн.

0.02-20

0.55-500

5

11ЛО5И

50

0-50

  1.  

треугольный

положительн.

0.05-20

0.55-100

5

8ЛО4И

100

10-50

  1.  

треугольный

положительн.

0.05-20

0.55-100

5

11ЛО3И

100

10-50

  1.  

треугольный

отрицательн.

0.02-50

0.25-100

5

13ЛО3И

100

10-50

  1.  

треугольный

отрицательн.

0.02-50

0.25-100

5

11ЛО5И

100

0-50

  1.  

экспоненциальный

положительн. отрицательн.

0.01-50

0.55-100

5

8ЛО6И

50

0-60

  1.  

экспоненциальный

положительн.

0.05-20

0.35-50.0

5

8ЛО4И

50

0-50

  1.  

экспоненциальный

отрицательн.

0.03-50

0.45-100.0

5

11ЛО3И

50

0-60

  1.  

экспоненциальный

положительн.

0.01-50

0.25-50.0

5

11ЛО101И

50

0-50

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ ПО ТЕМЕ 2

задания

R9, кОм

R10, кОм

R13, кОм

С3,  пФ

Кг, %

ФИО студента

  1.  

1,1

1,1

1,1

50

2

  1.  

1,1

1,1

1,1

60

2

  1.  

1,2

1,2

1,2

50

2

  1.  

1,2

1,2

1,2

60

2

  1.  

1,3

1,3

1,3

50

5

  1.  

1,3

1,3

1,3

60

5

  1.  

1,5

1,5

1,5

30

1

  1.  

1,5

1,5

1,5

40

1

  1.  

1,0

1,0

1,0

75

0,5

  1.  

1,0

1,0

1,0

65

0,5

  1.  

0,9

0,9

0,9

50

2

  1.  

0,9

0,9

0,9

60

2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ ПО ТЕМЕ 3

  1.  «Схемотехническое моделирование электронной схемы предварительного усилителя электроэнцефалографического сигнала в среде Micro-Cap 9».
  2.  «Схемотехническое моделирование электронной схемы предварительного усилителя для электромиографии в среде Micro-Cap 9».
  3.  «Исследование предварительного усилителя для электрокардиографии средствами Micro-Cap 9».
  4.  

PAGE  24




1. 1Разработка методов для изучения взаимосвязи демогр
2. Федерация Pole Dnce г
3. 1] Часть 11 Проблема определения понятия пропаганды [1
4. Просвіт громадських культурноосвітніх товариств які опікувалися освітніми справами- дбали про розгорта
5. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсу Менеджмент молодежной сферы В условиях изменения социальной политики
6. Исследование финансово-Хозяйственной деятельности чайковского завода газовой аппаратуры филиала ОАО
7. Лекция 1 Введение в психологию
8. Тема- ~~Части речи
9. Тема- Управління капіталом підприємства Виконала студентка групи- 6
10. Укажите структуру нехарактерную для бактериальной клетки- амитохондрии в плазмиды
11. ТЕМА 1 ВВЕДЕНИЕ 1
12. Многослойная и комбинированная упаковка.html
13. КонсультантПлюс
14. Формы организации каналов распределения
15. Правовое регулирование службы судебных приставов
16. Это из за тебя
17. Основы микропроцессорных систем
18. Work involved in buying house for instnce
19. Системный журнал
20. тематичних наук Київ ~ Дисертацією є рукопис Робота виконана в Інсти