Легостаев Н.С., Четвергов К.В. Методы анализа и расчета электронных схем (МАРЭС). Руководство к организации самостоятельной работы

Подождите немного. Документ загружается.

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Н.С. Легостаев, К.В. Четвергов

МЕТОДЫ АНАЛИЗА И РАСЧЕТА

ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ

Руководство

к организации самостоятельной работы

R2 R3

вх. вых.

VT1

VT2

VT3

0.1

..:=

1 10 100 1

)

(

ТОМСК – 2006

Федеральное агентство по образованию

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Н.С. Легостаев, К.В. Четвергов

МЕТОДЫ АНАЛИЗА И РАСЧЕТА

ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ

Руководство

к организации самостоятельной работы

для студентов специальности 210106

«Промышленная электроника»

2006

Легостаев Н.С., Четвергов К.В.

Методы анализа и расчета электронных схем: Руководство к ор-

ганизации самостоятельной работы. — Томск: Томский государ-

ственный университете систем управления и радиоэлектроники,

2006. — 215 с.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Введение ............................................................................................4

2 Рабочая программа по дисциплине.................................................5

3 Список рекомендуемой литературы ...............................................7

4 Рейтинговая система оценки успеваемости...................................8

5 Контрольные работы ..................................................................... 10

5.1 Контрольная работа №1. Формирование операторных

матричных математических моделей линейных

электронных схем .................................................................... 10

5.2 Контрольная работа №2. Определение схемных функций

электронных схем матричными методами............................ 12

5.3 Контрольная работа №3. Определение схемных функций

электронных схем топологическими методами

................... 14

6 Индивидуальные задания.............................................................. 16

6.1 Индивидуальное задание №1. Анализ линейной

электронной схемы непрерывного действия

операторными матричными методами .................................. 16

6.2 Индивидуальное задание №2. Анализ линейной

электронной схемы методом переменных состояния........ 134

6.3 Творческое задание. Анализ электронной схемы

дискретного действия ............................................................ 189

7 Коллоквиум .................................................................................. 190

8 Экзамен ......................................................................................... 193

Приложение А. Варианты индивидуальных заданий ................. 194

Приложение Б. Творческое индивидуальное задание ................ 214

1 ВВЕДЕНИЕ

Целью изучения дисциплины «Методы анализа и расчета

электронных схем» в системе подготовки инженеров по специ-

альности «Промышленная электроника» является формирование

знаний и навыков теоретического исследования и проектирова-

ния устройств промышленной электроники на основе математи-

ческого аппарата анализа и расчета электронных цепей, содер-

жащих активные многополюсные компоненты, с использованием

средств

электронно-вычислительной техники.

Задачи дисциплины: изучение общих положений математи-

ческого моделирования, анализа и расчета электронных схем;

изучение правил формирования операторных и временных мате-

матических моделей электронных схем; изучение методов анали-

за и расчета электронных цепей, основанных на алгебраических,

топологических и временных моделях; приобретение практиче-

ских навыков анализа и расчета электронных

схем на основе изу-

ченных методов с применением компьютерных технологий мате-

матических и инженерных вычислений.

Изучение курса базируется на материале дисциплин «Выс-

шая математика», «Информатика», «Теоретические основы элек-

тротехники», «Твердотельная электроника», «Аналоговая схемо-

техника», «Электронные цепи и микросхемотехника», «Теория

автоматического управления».

Руководство содержит материалы для организации само-

стоятельной работы студентов по

изучению дисциплины, мето-

дические рекомендации по основным разделам тематического

плана и примеры выполнения индивидуальных заданий. В при-

ложении к руководству помещен справочный материал, необхо-

димый при анализе и расчете электронных схем.

2 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Дисциплина изучается в течение 7-го семестра и рассчитана

на общую трудоемкость в объеме 100 академических часов, из ко-

торых на лекции отведено 26 часов, на практические занятия — 28

часов, на самостоятельную работу — 46 часов. Самостоятельная

работа предусматривает освоение лекционного курса, подготовку

к 3 контрольным работам, выполнение 2 индивидуальных зада-

ний, самостоятельную проработку

отдельных разделов лекцион-

ного курса. Формой аттестации по дисциплине является экзаме-

национная оценка.

Содержание лекционного курса

Общие вопросы анализа, расчета и оптимизации элек-

тронных схем. Сущность и этапы математического моделирова-

ния. Классификация математических моделей. Параметры элек-

тронных схем. Постановка задач синтеза, анализа, расчета и оп-

тимизации электронных схем. Виды

расчета и анализа электрон-

ных схем.

Математическое описание электронных схем. Классифи-

кация электронных схем по математическому описанию. Модели

компонентов электронных схем. Аппроксимация характеристик и

определение параметров моделей активных электронных компо-

нентов. Топологические модели электронных схем. Формирова-

ние операторных уравнений электронных схем в координатных

базисах: полном, сокращенном гибридном, однородном, расши-

ренном однородном

. Метод эквивалентных схем в матричной

форме. Обобщенный матричный метод.

Схемные функции и их анализ. Виды схемных функций,

формы их аналитического и графического представления. Час-

тотные и временные характеристики и их параметры. Параметри-

ческая чувствительность электронных схем. Анализ устойчиво-

сти электронных схем.

Анализ линейных электронных схем операторными ме-

тодами. Определение схемных

функций по матрично-векторным

параметрам электронных схем. Определение схемных функций

электронных схем методом сигнальных графов. Расчет частотных

и временных характеристик

Анализ электронных схем во временной области. Мате-

матическое описание электронных схем в базисе переменных со-

стояния. Реализация математических моделей в базисе перемен-

ных состояния. Численные методы интегрирования систем обык-

новенных дифференциальных уравнений. Расчет временных ха-

рактеристик.

Специализированные методы анализа дискретных

элек-

тронных схем. Метод припасовывания. Методы усреднения про-

странства состояния. Метод разностных уравнений.

3 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

3.1. Легостаев Н.С., Четвергов К.В. Методы анализа и рас-

чета электронных схем: Учебное пособие. — Томск: Том. гос.

ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2006.

3.2. Легостаев Н.С., Четвергов К.В. Методы анализа и рас-

чета электронных схем: Учебно-методическое пособие. — Томск:

Том. гос.

ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2006. —

129 с.

Дополнительная литература

3.3. Бондарь В.А., Баушев В.С., Кобзев А.В. Методы анализа

и расчета электронных схем: Учебное пособие. — Томск: Изд-во

Томск. ун-та, 1989. — 307 с.: ил.

3.4. Легостаев Н.С. Методы анализа и расчета электронных

схем: Учебное методическое пособие. — Томск: Томский

межву-

зовский центр дистанционного образования, 1999. — 108 с.

3.5. Легостаев Н.С., Бондарь В.А. Справочно-методическое

пособие по курсу «Методы анализа и расчета электронных схем». —

Томск, 1995. — 124 с.: ил.

3.6. Сигорский В.П., Петренко А.И. Основы теории элек-

тронных схем. — Киев: Техника, 1967. — 609 с.: ил.

3.7. Сигорский В.П., Петренко А.И. Алгоритмы анализа

электронных схем. — Изд. 2-е, перераб и допол. — М.: Сов. ра-

дио, 1976. — 608 с.: ил.

3.8. Калабеков Б.А. и др. Методы автоматизированного рас-

чета электронных схем в технике связи: Учеб. пособие для вузов /

Б.А. Калабеков, В.Ю. Лапидус, В.М. Малафеев. — М.: Радио и

связь, 1990. — 272 с.: ил.

3.9. Влах И., Сингхал К

. Машинные методы анализа и про-

ектирования электронных схем: Пер. с англ. — М.: Радио и связь,

1988. — 560 с.: ил.

4 РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ

УСПЕВАЕМОСТИ

Оценка успеваемости осуществляется по 120-бальной рей-

тинговой шкале в соответствии с рейтинговой раскладкой:

Виды работ

Максимальный

рейтинг

Контрольные

сроки

1. Контрольная работа №1. Фор-

мирование операторных матрич-

ных математических моделей ли-

нейных электронных схем

5-е практическое

занятие

2.Контрольная работа №2. Опре-

деление схемных функций элек-

тронных схем матричными мето-

дами

8-е практическое

занятие

3. Контрольная работа №3. Опре-

деление схемных функций элек-

тронных схем топологическими

методами

12-е практиче-

ское занятие

4. Индивидуальное задание №1.

Анализ линейных электронных

схем операторными матричными

методами

Контрольная

точка №1

5. Индивидуальное задание №2.

Анализ линейных электронных

схем методом переменных со-

стояния

Контрольная

точка №2

6. Коллоквиум 20

14-е практиче-

ское занятие

7. Творческое индивидуальное за-

дание

Экз. консульта-

ция

Итого 120

Студенты, набравшие текущий рейтинг не менее 100 баллов,

имеют право на автоматическое получение оценки «отлично».

Студенты, набравшие текущий рейтинг не менее 80 баллов и

пропустившие не более одной трети занятий, имеют право на ав-

томатическое получение оценки «хорошо». Автоматическое по-

лучение оценки «удовлетворительно» по рейтингу не допускает-

ся. Для допуска к экзамену необходимо

набрать предваритель-

ный рейтинг не менее 60 баллов. На экзамене студенту выставля-

ется и экзаменационная оценка, и семестровый рейтинг в соот-

ветствии с таблицей:

Итоговая оценка Удовл. Хорошо Отлично

Рейтинг 60 80 100

Контрольные работы проводятся в строго установленные

часы и не переписываются. К выполнению контрольной работы

не в установленные часы допускаются студенты, пропустившие

официальную дату проведения работы по уважительной причине

при наличии подтверждения из деканата.

Творческое индивидуальное задание выдается только до на-

чала зачетной недели студентам, набравшим текущий рейтинг не

ниже 80 баллов.