Рабочая программа по дисциплине «Основы теории цепей» по направлению «Телекоммуникации»для специальности 210405 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение». Учебные планы набора 2005 г и последующих лет
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа по дисциплине «Космические и наземные системы радиосвязи и сети телерадиовещания», 80.91kb.
- Рабочая программа по дисциплине Радиотехнические цепи и сигналы (ртциС) (по выбору), 248.04kb.
- Рабочая программа по дисциплине радиоприемные устройства для специальности 210405 радиосвязь,, 156.18kb.
- Рабочая программа по дисциплине «основы схемотехники» для специальности: 210405 (Радиосвязь,, 126.35kb.
- Университет Систем Управления и Радиоэлектроники утверждаю проректор по учебной работе, 132.7kb.
- Рабочая программа по дисциплине "Технико-экономический анализ деятельности предприятий", 356.09kb.
- Рабочая программа по дисциплине "Финансы и кредит" Для специальности 080801 Прикладная, 181.17kb.
- Рабочая программа по дисциплине: «Эконометрика» для специальности 080801 "Прикладная, 57.53kb.
- Программа курса "Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника" Введение Класс, 424.65kb.
- Основы теории цепей, 32.22kb.
Анализ электрических цепей в переходном режиме
Общие сведения о переходных процессах (2 часа)
Методы анализа цепи в переходном режиме:
классический метод (2 часа)
операторный метод (3 часа)
временные характеристики и метод временного интегрирования (3 часа)
Переходный процесс (ПП) как частный случай неустановившегося режима. Условия возникновения ПП, длительность ПП. Принцип непрерывности для заряда, потокосцепления и энергии в любой цепи; законы коммутации для линейной цепи. Начальные условия: независимые и зависимые, нулевые и ненулевые, методика определения зависимых начальных условий. Методы анализа ПП как способы решения дифференциального уравнения для модели послекоммутационной цепи.
Классический метод. Вынужденная и свободная составляющие, характеристическое уравнение цепи, связь вида корней характеристического уравнения и характера свободных составляющих; определение постоянных интегрирования, порядок расчета; практическая ограниченность применения метода.
Операторный метод как один из символических методов, алгебраизация дифференциального уравнения послекоммутационной системы. Преобразование Лапласа, техника перехода к оригиналу, некоторые свойства преобразования по Лапласу. Понятие операторного входного сопротивления двухполюсника. Порядок расчета операторным методом.
Определение переходной и импульсной характеристик, испытательные сигналы, размерность характеристик, их взаимосвязь. Представление внешнего воздействия в виде суммы ступенчатых или импульсных функций. Интегралы наложения. Учет ненулевых начальных условия с помощью дополнительных источников э.д.с. и тока в методе временного интегрирования.
Невозможность использования перечисленных методов анализа ПП в НЭЦ.
Переходные процессы в разомкнутой и короткозамкнутой линии при включении источников постоянного напряжения и тока.
^ 2.9 Временные и частотные характеристики цепей и их взаимосвязь (2 часа)
Вывод соотношений, связывающих операторные и временные функции. Обзор по операторным, комплексным и временным характеристикам цепи: испытательные сигналы, взаимосвязь всех видов характеристик, частотный и временной подход к определению отклика цепи.
^ 2.10 Условия физической реализуемости операторных функций, введение в
синтез (3 часа)
Задачи синтеза. Сопротивление и проводимость двухполюсника, как положительная действительная функция. Физическая реализуемость функции. Необходимые и достаточные условия. Аппроксимация заданной частотной характеристики физически реализуемой
функцией. Метод синтеза двухполюсников по заданной функции сопротивления или проводимости.
Физическая реализуемость передаточных функций. Фазоминимальные и фазонеминимальные цепи. Связь между АЧХ и ФЧХ передаточных функций. Понятие о методах построения четырехполюсника по заданным передаточным функциям и синтезе фильтрующих систем и корректирующих цепей.
^ 2.11 Основные методы анализа нелинейных электрических цепей в установившемся режиме
Общие сведения о нелинейных элементах и цепях (1 час.).
Графические методы анализа резистивных НЦ (2 часа).
Аналитические метода анализа резистивных НЦ (3 часа).
Определение, компонентные уравнения, свойства: неприменимость принципа
наложения, способность создавать колебания новых частот, которые отсутствовали во входном воздействии; типы НЭ; статические и дифференциальные параметры; вид дифференциального уравнения для нелинейных цепей, отсутствие общих методов решения.
Графические методы анализа нелинейных резистивных цепей. Общая характеристика графических методов. Метод проекций; метод пересечения вольтамперных характеристик и метод эквивалентных характеристик на примере анализа простейших НЦ постоянного тока, состоящих из последовательного или параллельного соединения двух нелинейных элементов. Понятие о динамических характеристиках НЭ. Динамические характеристики неуправляемых НЭ. Построение динамических характеристик электрически управляемых НЭ. Применение нелинейных резистивных цепей для стабилизации тока (напряжения) и ограничения колебаний.
Аналитические методы анализа НЦ. Понятие аппроксимации, противоречивость задачи аппроксимации, два этапа решения задачи аппроксимации; функции, наиболее часто используемые для аппроксимации характеристик НЭ; способы (критерии, условия) приближения аппроксимирующей функции к аппроксимируемой характеристике, определение коэффициентов аппроксимации. Нелинейное сопротивление при гармоническом воздействии: образование гармоник, расчет амплитуд гармоник методами кратных дуг и трех ординат. Нелинейное сопротивление при бигармоническом воздействии: образование высших гармоник и комбинационных составляющих. Понятие о коэффициенте нелинейных искажений.
^ 2.12 Заключение (1 час)
Краткий обзор материала курса с выделением главного. Место и значение изученных
разделов в общей структуре радиотехнического образования.
^ 3. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ (35 час.)
3.1 Практические занятия 3-м семестре
| № п/п | № раздела лекционного курса | Наименование практических занятий |
| 1 | 2.1 | Основные соотношения для мгновенных значений тока, напряжения, мощности, энергии в линейных цепях |
| 2 | 2.1 | Источники, генераторы, эквивалентные преобразования в схемах с генераторами тока и напряжения; баланс мощностей |
| 3 | 2.2 | Основы метода комплексных амплитуд |
| 4 | 2.2 | Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Векторные диаграммы токов и напряжений |
| 5 | 2.2 | Методы контурных токов и узловых напряжений |
| 6 | 2.2 | Метод эквивалентного генератора. |
| 7 | 2.2 | Метод узловых потенциалов для схем с зависимыми источниками. |
| 8,9 | 2.3 | Комплексные функции. Частотные характеристики. Полоса пропускания |
| 10 | 2.3 | Операторные и комплексные функции в схемах с зависимым источником |
| 11 | 2.4 | Последовательный колебательный контур |
| 12 | 2.4 | Параллельный колебательный контур |
| 13 | 2.3 | Полюсно-нулевое изображение функций цепи |
^ 3.2 Практические занятия в 4-м семестре
| № п/п | № раздела лекционного курса | Наименование практических занятий |
| 1 | 2.4 | Система двух связанных контуров. |
| 2 | 2.5 | Внутренние параметры четырехполюсников. |
| 3 | 2.5 | Характеристические параметры четырехполюсников |
| 4 | 2.6 | Электрические фильтры |
| 5 | 2.8 | Расчет переходных процессов классическим методом |
| 6 | 2.8 | Расчет ПП оперативным методом |
| 7 | 2.9 | Временные характеристики цепей и их связь с частотными |
| 8 | 2.7 | Длинные линии |
| 9 | 2.11 | Нелинейные цепи |
^ 4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ (35 час.)
- Лабораторные занятия в 3-м семестре.
| № п/п | № раздела лекционного курса | Наименование лабораторных работ (по 2 часа) |
| 1 | 2.1 | Изучение измерительных приборов, рабочего стенда. Измерение параметров гармонического колебания |
| 2 | 2.2 | Исследование амплитудно-фазовых соотношений в простейших RL-, RC-, RR- цепях |
| 3 | 2.2 | Исследование разветвленной линейной цепи в стационарном режиме при гармоническом воздействии |
| 4 | 2.2 | Защита лабораторных работ № 2 и № 3 |
| 5 | 2.3 | Исследование передаточных функций в цепях первого порядка |
| 6 | 2.3 | Исследование входных функций в цепях первого порядка |
| 7 | 2.4 | Исследование частотных характеристик последовательного колебательного контура |
| 8 | 2.4 | Исследование параллельного колебательного контура |
| 9 | 2.3 и 2.4 | Защита лабораторных работ |
- Лабораторные занятия в 4-м семестре
| № п/п | № раздела лекционного курса | Наименование лабораторных работ (по 2 часа) |
| 1 | 2.4 | Исследование системы двух связанных контуров |
| 2 | 2.5 | Исследование сложного четырехполюсника (2-ой Т-образный мост) |
| 3 | 2.6 | Активный RC-фильтр |
| 4 | 2.6 | Передаточные характеристики фильтров нижних частот К и М в режимах хх и согласованной нагрузки |
| 5 | 2.6 | Экспериментальное исследование характеристического сопротивления ФНЧ типа К и М |
| 6 | 2.7 | Исследование распределения напряжения вдоль линии в разных режимах |
| 7 | 2.8 | Анализ переходных процессов в цепях первого порядка |
| 8 | 2.8 | Анализ переходных процессов в цепях второго порядка и выше |
| 9 | 2.9 | Исследование переходных и импульсных характеристик |
^ 5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА (132 час)
5.1 Самостоятельная работа в 3-м семестре
| № п/п | Наименование работы | Кол-во часов | Форма контроля |
| 1 | Подготовка к практическим занятиям и контрольным работам. Решение домашних задач | 12 | Входные опросы Контрольные работы. Решенные задачи. Рейтинг |
| 2 | Подготовка к лабораторным работам и выполнение отчетов | 18 | Отчеты. Рейтинг |
| 3 | Выполнение расчетов и оформление пояснительной записки к индивидуальному расчетному заданию «Методы математического описания и расчета сложной линейной электрической цепи в стационарном режиме» | 12 | Пояснительная записка. Рейтинг |
| 4 | Подготовка к коллоквиуму по разделам 2.1 и 2.2 и его проведение | 4 | Ответ. Рейтинг |
| 5 | Написание реферата по методу переменных состояния | 3 | Реферат. Рейтинг |
| | Всего часов | 49 | |
- ^ Самостоятельная работа в 4-ом семестре
| № п/п | Наименование работы | Кол-во часов | Форма контроля |
| 1 | Подготовка к практическим занятиям. Решение домашних задач. | 10 | Рейтинг Решенные задачи |
| 2 | Подготовка к лабораторным работам и выполнение отчетов | 16 | Отчеты Рейтинг |
| 3 | Выполнение расчетов и их оформление по индивидуальным расчетным заданиям: - переходные процессы - четырехполюсники и фильтры - длинные линии | 6х3=18 | Расчеты Рейтинг |
| 4 | Подготовка к коллоквиумам и их проведение | 3х2=6 | Ответы Рейтинг |
| 5 | Лекционные задания | 2 | Проверка консп. Рейтинг |
| 6 | Курсовая работа | 31 | |
| | Всего часов | 83 | |
^ 6. КОНТРОЛЬ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль освоения дисциплины осуществляется путем применения рейтинговой системы оценки успеваемости (см. раздел 7) и включает текущий контроль выполнения элементов объема дисциплины с подведением текущего рейтинга.
Итоговый контроль в 3-м семестре осуществляется на экзамене, а в 4-ом семестре на экзамене и при защите курсовой работы; количественные значения рейтинга для получения автоматически экзамена (80 и более баллов) определяются общеуниверситетским Положением о рейтинговой системе.
^ 7. ПРИМЕНЕНИЕ РЕЙТИНГОВОЙ СИСТЕМЫ
7.1 Таблица распределение максимального рейтинга по элементам контроля в
3-м семестре
| Элементы рейтин- гового задания | Количество элементов | Длительность элемента,час. | Элемент контроля | Срок контроля | Макс. кол-во баллов | ||
| 1. Лабораторные работы | 7 | 2 | Допуск, отчет,защита | Семестр | 5х7=35 | ||
| 2. Практические занятия - входной опрос - домашние задачи - тесты | 8 8 3 | 4-5 мин. 0,2 | Письм.ответ Задачи ответ | Семестр Семестр Декабрь | 0,5х8=4 1,25х8=10 3х3=9 | ||
| 3.Контрольные работы | 4 | 0,25+1+0,25+0,5 | К.работы | Семестр | 2+8+2+8=20 | ||
| 4.Индивидуальное расчетное задание | 1 | | Пояснит. записка | Ноябрь | 12 | ||
| 5. Коллоквиум | 1 | 1 | Ответ | 15-16 неделя | 18 | ||
| 6 Творческие задания | | | | Семестр | 12 | ||
| | | | ИТОГО: | | 120 | | |
^ Темы контрольных работ:
№ 1 Основы МКА
№ 2 Эквивалентные преобразования; законы Ома, Кирхгофа; векторные
диаграммы.
№ 3 Вывод определенной матрицы проводимостей, включающей параметры
зависимого источника.
№ 4 КФЦ, частотные характеристики, ППЦ; диаграммы реактивных
сопротивлений.
Коллоквиум по разделам 2.1 и 2.2.