Будь умным!


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

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б

Работа добавлена на сайт samzan.net:


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. Der Fruhling bluhtet in Mykolajiw - виховний захід з німецької мови
2. У государства существует множество экономических функций- Обеспечение правовой базы способствующе
3. вариантов заданий на создание прикладного программного обеспечения деятельности небольшого предприятия
4. американский социолог родился 23 января 1889 года в селе Турья Ярснского уезда Вологодской губернии в семье р
5. а. Особенно удачливы родившиеся 12 числа любого месяца
6. Реферат на тему- Росія
7. Расчетные работы по электротехнике
8. Система главных героев и конфликт в повести Ф М Достоевского Дядюшкин сон
9. Использование современных информационных технологий на уроках литературы
10. ПОСОБИЕ ПО СОЦИАЛЬНОЙ ПСИХОЛОГИИ Таганрог 2004 УДК 301.html
11. В организации вам также могут предложить специальные бланки в которых могут быть предусмотрены вопросы на
12. Реферат- Корнеклубнеплоды и бахчевые корма в кормлении животных
13. Бук
14. по теме. Формировать умение использовать в тексте средства языковой выразительности
15. тема организации и оплаты труда 1
16. тема наиболее общих взглядов на мир челка на его место в мире
17. Курсовая работа- Природа и социальная роль конфликто
18. Полиграф детектор лжи история и современность
19. Понятие и сущность инновационной стратегии 2.html
20. политическую жизнь в Казахстане