Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Анализ и синтез схемы электрической цепи

Методические указания к курсовому проектированию и СРС

Омск

Издательство ОмГТУ

2010

Составитель И. В. Никонов

В методических указаниях представлен синтез и анализ электрической цепи с важными аналоговыми функциональными узлами радиотехники: электрическим фильтром и усилителем. Проводится анализ спектра входного сложного периодического сигнала, а также анализ сигнала на выходе электрической цепи (для линейного режима работы).

Предназначены для студентов специальностей 210401, 210402, 090104 и направления 21030062 дневной и заочной форм обучения, изучающих дисциплины «Основы теории цепей», «Электротехника и электроника».

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

© ГОУ ВПО «Омский государственный

технический университет», 2010

Содержание

Введение 4

1. Анализ технического задания. Основные этапы проектирования 5

2. Основные принципы и методы проектирования электрических фильтров 6

2.1. Основные принципы проектирования фильтров 6

2.2. Методика синтеза фильтров по характеристическим параметрам 11

2.3. Методика синтеза фильтров по рабочим параметрам 18

2.4. Пример синтеза эквивалентной схемы электрического фильтра 25

3. Основные принципы и этапы расчета электрической схемы усилителя напряжения 26

3.1.Основные принципы расчета электрических схем усилителей 26

3.2. Пример расчета схемы электрической принципиальной усилителя на биполярном транзисторе 28

4. Основные принципы и этапы анализа спектра сложного периодического сигнала 30

4.1. Принципы спектрального анализа 30

4.2. Расчетные формулы спектрального анализа 31

4.3. Пример анализа спектра входного сигнала 32

5. Анализ сигнала на выходе электрической цепи. Рекомендации по разработке схемы электрической принципиальной 33

5.1. Анализ прохождения сигнала через электрическую цепь 33

5.2. Требования и рекомендации по разработке схемы электрической принципиальной проектируемой цепи 34

6. Основные требования к содержанию, выполнению, защите курсовой работы 35

6.1. Порядок и сроки выдачи задания на курсовое проектирование 35

6.2. Содержание текстовой части курсовой работы (проекта) 35

6.3. Оформление графической части курсовой работы (проекта) 36

6.4. Защита курсовых проектов (работ) 38

Библиографический список 39

Приложения 40

Приложение А. Список сокращений и условных обозначений 40

Приложение Б. Варианты исходных данных для синтеза фильтра 41

Приложение В. Варианты исходных данных для расчета усилителя 42

Приложение Г. Варианты исходных данных для анализа спектра сигнала 43

Приложение Д. Параметры транзисторов для схемы включения ОЭ(ОИ) 45

Приложение Е. Бланк задания 46

Введение

Основными задачами электротехнических и радиотехнических дисциплин являются анализ и синтез электрических цепей и сигналов. В первом случае анализируются токи, напряжения, коэффициенты передачи, спектры при известных моделях, схемах, устройствах, сигналах. При синтезе решается обратная задача – разработка аналитических и графических моделей (схем) электрических цепей и сигналов. Если проводимые расчеты, разработка завершаются изготовлением конструкторской и технологической документации, изготовлением макетов или опытных образцов, то применяется термин проектирование.

Первыми дисциплинами радиотехнических специальностей высших учебных заведений, в которых рассматриваются различные задачи анализа и синтеза, являются дисциплины «Основы теории электрических цепей» и «Электротехника и электроника». Основные разделы этих дисциплин:

– анализ в установившемся режиме линейных резистивных электрических цепей, линейных реактивных электрических цепей, в том числе резонансных и с негальваническими связями;

– анализ комплексных частотных характеристик электрических цепей;

– анализ линейных электрических цепей при сложных периодических воздействиях;

– анализ линейных электрических цепей при импульсных воздействиях;

– теория линейных четырехполюсников;

– анализ нелинейных электрических цепей;

– линейные электрические фильтры, синтез электрических фильтров.

Перечисленные разделы изучаются во время аудиторных занятий [1, 2], однако важной частью учебного процесса является также курсовое проектирование. Тема курсовой работы (проекта) может соответствовать одному из изучаемых разделов, может быть комплексной, то есть включать в себя несколько разделов дисциплины, может быть предложена студентом.

В данных методических указаниях рассмотрены рекомендации по выполнению комплексной курсовой работы (проекта), в которой необходимо решить взаимосвязанные задачи синтеза и анализа для аналоговой электрической цепи.