ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Сборник заданий
Для выполнения курсовой работы и
практических занятий СРС
Омск 2009
Составитель: А.Д. Артемов
1. Состав курсовой работы
Целью курсовой работы является практическое применение теоретических знаний, при изучении транзисторных схем, расчет устройств на операционных усилителях, выполняющих математические операции над аналоговыми сигналами, цифровых микросхем серии КР1533 для их использования при проектировании систем управления. Преследуются цели приобретения навыков работы, составления принципиальных электрических схем, расчета систем управления.
Содержание работ, выполняемых по теме курсовой работы:
-- разработка принципиальной электрической схемы;
-- выполнение расчетов элементов (резисторов, конденсаторов фильтра питания).
Проект состоит из графической части и пояснительной записки. В данной работе производится разработка схемы электрической принципиальной на основе элементов представленных в таблице 1 приложения 1.
Для электронного моделирования используются следующее специализированное программное обеспечение: Mulnisim 8, Multisim 9.
Задание 1
а) Привести электрическую схему усилителя с ОЭ, ОК, ТК.
б) Объяснить назначение элементов схемы.
в) Произвести расчет элементов схемы.
г) По справочнику выбрать резисторы и конденсаторы.
Таблица 1
· Усилитель с общим эмиттером: рассчитать RВХ, ВВЫХ, КУС
| № | Усилитель | FL , Гц, IK,mA h21Э | Тр – р UП.В |
| ОЭ | 40 5 120 | КТ315Б 9 | |
| ОЭ | 50 3.5 200 | КТ342А 12 | |
| ОЭ | 60 0,5 80 | КТ503А 18 | |
| ОЭ | 40 1,5 150 | 2N3904 12 | |
| ОЭ | 50 3 50 | КТ645А 12 | |
| ОЭ | 60 5 200 | BC548A 9 | |
| ОЭ | 50 3 150 | 2N3904 9 | |
| ОЭ | 60. 1,5 150 | BC548A 12 | |
| ОЭ | 40 0,5 50 | KT201 10 | |
| ОЭ | 50 3 120 | 2N3905 12 |
Таблица 2
· Усилитель с общим коллектором: рассчитать RВХ, RВЫХ, KYC
| № | Тип усилителя Iэ,mA h21Э | Транзистор | FL. Гц UП, В |
| ОК (ЭП) 1 120 | КТ 315Б | 40 9 | |
| ОК (ЭП) 1,5 200 | КТ 342А | 50 12 | |
| ОК (ЭП) 2 80 | КТ 503А | 35 18 | |
| ОК (ЭП) 1 200 | КТ 3102Г | 30 9 | |
| ОК (ЭП) 1,5 50 | КТ 645А | 40 12 | |
| ОК (ЭП) 2 50 | КТ201 | 50 12 | |
| ОК (ЭП) 1,5 150 | КТ355 | 35 7 | |
| OK (ЭП) 1 150 | 2N3904 | 40 9 | |
| ОК (ЭП) 2 200 | ВС548А | 35 12 | |
| ОК (ЭП) 1,5 150 | 2N3905 | 30 10 |
Таблица 3
· Транзисторный ключ: рассчитать параметры ключа, переходную характеристику tЗД, tФ , tРАС, tСП и изобразить переходные процессы при прямоугольном входном сигнале.
· СЭК = СЭ + СК, СЭ = СK
| № | Тип транзистора | UПИТ, В IK, mA h21Э fГР,МГц СЭ,пФ | |
| КТ 315А | 5 20 150 250 7 | ||
| КТ 342б | 10 35 200 300 10 | ||
| КТ 503А | 12 15 80 200 5 | ||
| КТ 3102Б | 18 25 200 500 3 | ||
| КТ 645А | 12 40 100 250 3,5 | ||
| КТ 201Б | 10 15 50 150 5 | ||
| 2N3904 | 9 30 150 500 3 | ||
| BC548A | 9 20 180 350 3 | ||
| КТ201 | 7 10 50 150 10 | ||
| 2N3905 | 12 30 100 500 3 |
Задание 2
а) Для данного типа ОУ привести его графическое изображение по ЕСКД и опишите назначение его выводов.
б) Изобразите схему подключения источников питания ОУ, обозначив их как гальванические элементы.
в) Построить ЛАЧХ
Таблица 4
| № | Тип ОУ | Тип усилителя | КУО 10 4 ТОУ 10–3 КУС ωСР Гц, |
| 140 УД7 | ФНЧ | 5 1,59 100 10 | |
| 140 УД8 | ФНЧ | 2,5 1,36 120 15 | |
| 140 УД12 | ФНЧ | 1,5 1,85 140 20 | |
| 140 УД08 | ФНЧ | 3 1,36 160 25 | |
| 140 УД17 | ФНЧ | 3,5 1,6 180 30 | |
| 140 УД18 | ФНЧ | 2 1,25 100 10 | |
| 140 УД7 | ФНЧ | 1,8 2,5 120 15 | |
| 140УД8 | ФНЧ | 2,5 1,8 140 20 | |
| 140УД20 | ФНЧ | 10 1,3 160 25 | |
| 140УД08 | ФНЧ | 5 1,3 180 30 |
Таблица 5
| № | Тип ОУ | Тип усилителя | fН. Гц | КУС 104 ТОУ 10–3с |
| 140 УД7 | ФВЧ | 5 1,59 | ||
| 140 УД8 | ФВЧ | 2,5 1,36 | ||
| 140 УД12 | ФВЧ | 1,5 1,85 | ||
| 140 УД08 | ФВЧ | 3 1,35 | ||
| 140 УД17 | ФВЧ | 3,5 1,80 | ||
| 140 УД18 | ФВЧ | 2 1,25 | ||
| 140 УД7 | ФВЧ | 1.8 1,15 | ||
| 140 УД8 | ФВЧ | 2,5 1,36 | ||
| 140УД20 | ФВЧ | 10 1,20 | ||
| 140УД08 | ФВЧ | 3,6 1,30 |
Таблица 6
| № | Тип ОУ | Тип усилителя | КУС | FМИН,Гц FМАК,Гц |
| 140 УД7 | ФП | –3 | 325 435 | |
| 140 УД8 | ФП | –5 | 425 575 | |
| 140 УД12 | ФП | –10 | 535 675 | |
| 140 УД08 | ФП | –3 | 620 750 | |
| 140 УД17 | ФП | –5 | 235 375 | |
| 140 УД18 | ФП | –10 | 375 435 | |
| 140 УД7 | ФП | –3 | 475 535 | |
| 140 УД8 | ФП | –5 | 525 675 | |
| 140УД20 | ФП | –10 | 275 355 | |
| 140УД08 | ФП | –5 | 355 475 |
· Конденсаторы С использовать номиналом 0,1 мкФ
Задание 3
а) Разработать принципиальную электрическую схему модуля ввода – вывода информации из микросхем по варианту таблицы 7 приложения 1.
б) Произвести расчет и изобразить низкочастотный и высокочастотный фильтры по питания МС.
в) Произвести расчет ограничивающих резисторов и изобразить LCD – нагрузки (индикаторов информации)
Таблица 7
| № задания | Наименование микросхем КР 1533 в выполняемом задании | Нагрузка | Ток, mA | |||||||
| UПР | ||||||||||
| ЛА3 | ТМ2 | ИЕ2 | КП2 | АП3 | 1,4 | АЛ 102 | ||||
| ЛЕ1 | ТМ8 | ИЕ5 | КП5 | АП4 | 1,5 | |||||
| ЛЕ5 | ТМ9 | ИЕ6 | КП12 | ИР8 | 1,6 | |||||
| ЛА8 | ТМ2 | ИЕ7 | КП17 | ИР8 | 1,8 | |||||
| ЛА9 | ТВ9 | ИЕ9 | КП19 | АП5 | !.4 | 3Л 341 | ||||
| ТЛ2 | ТВ15 | ИЕ2 | КП5 | АП3 | !.5 | |||||
| ЛЕ1 | ТМ2 | ИЕ5 | КП2 | АП4 | 1,6 | |||||
| ЛА3 | ТВ15 | ИЕ6 | КП17 | ИР8 | 1,8 | |||||
| ЛЕ5 | ТМ2 | ИЕ7 | КП19 | АП5 | 1,4 | АЛ 360 | ||||
| ЛА8 | ТВ15 | ИЕ9 | КП12 | ИР8 | 1,5 | |||||
| ЛА9 | ТВ9 | ИЕ2 | КП12 | АП3 | 1,6 | |||||
| ЛН1 | ТМ2 | ИЕ5 | КП17 | ИР8 | 1,8 | |||||
| ЛЕ5 | ТВ9 | ИЕ6 | КП2 | АП4 | 1,4 | ИПД 04 | ||||
| ЛА3 | ТВ15 | ИЕ9 | КП5 | АП5 | 1,5 | |||||
| ТЛ2 | ТМ2 | ИЕ2 | КП19 | АП3 | 1,6 | |||||
| ЛА8 | ТВ9 | ИЕ5 | КП17 | ИР8 | 1,8 | |||||
| ЛА9 | ТВ15 | ИЕ6 | КП2 | АП4 | 1,4 | АЛ 307А | ||||
| ЛЕ1 | ТМ2 | ИЕ9 | КП12 | ИР8 | 1,6 | |||||
| ТЛ2 | ТВ15 | ИЕ6 | КП5 | АП5 | 1,4 | |||||
| ЛА8 | ТМ2 | ИЕ9 | КП2 | АП3 | 1,5 | |||||
| ЛА9 | ТВ9 | ИЕ2 | КП12 | ИР8 | 1,8 | АЛ341 | ||||
| ЛЕ1 | ТМ2 | ИЕ5 | КП17 | ИР8 | 1,6 | |||||
| ЛН1 | ТР2 | ИЕ9 | КП19 | АП4 | 1,4 | |||||
| ЛА3 | ТМ2 | ИЕ7 | КП5 | АП5 | 1,5 | |||||
| ЛА9 | ТВ15 | ИЕ6 | КП2 | АП3 | 1,8 | |||||
| ЛЕ1 | ТМ2 | ИЕ9 | КП17 | ИР8 | 1,6 | |||||
| ТЛ2 | ТВ15 | ИЕ6 | КП5 | АП4 | 1,4 | |||||
| ЛА8 | ТМ2 | ИЕ9 | КП12 | ИР8 | 1,5 | |||||
| ЛЕ5 | ТР2 | ИЕ9 | КП19 | АП4 | 1,4 | |||||
| ТЛ2 | ТМ2 | ИЕ7 | КП2 | АП5 | 1,5 |
1.1 Графическая часть проекта
Курсовая работа выполняется на двух листах формата А3. Листы должны быть полностью заполненными. Заполнение осуществляется правильным выбором масштаба изображений. Чертежи выполняются либо все вручную в соответствии с требованиями ЕСКД, либо все машинным способом. Состав чертежей приводится ниже.
Шифр чертежей А3(МТ3).КР.XXX.XX..XX, где XXX—DSC, XX—номер варианта, XX—тип чертежа (Э3 – принципиальная электрическая схема).
Целью РГР является закрепление навыков проектирования цифровых устройств на базе микросхем малой и средней степени интеграции, изучение стандартов по изображению принципиальных электрических схем цифровой техники, а также получение навыков по расчетам элементов схем.
Графическая часть РГР должна состоять:
1) чертеж принципиальной электрической схемы устройства формата А3
2) чертеж принципиальной электрической схемы (Э3) формата А4 в программе Multisim 8, Multisim 9/
3) чертеж временных диаграмм сигналов формата А4 “Logic Analyzer”.
Принципиальная электрическая схема устройства должна содержать только микросхемы, указанные в задании (см. табл. 7). Количество МС и других элементов не ограничивается. На листе принципиальной электрической схемы должна быть показана таблица подключения выводов питания микросхем, пример которой показан на рис. 1 (таблица 8), а также низкочастотный и высокочастотный фильтры по питанию рис. 2.
Таблица 8
| Позиционное обозначение микросхем | UСС, 5 В | Общий |
| DD1, DD3, DD5, DD7 | ||
| DD2, DD4, DD8—DD15 |
Рис.1
Рис. 2
Чертеж временных диаграмм должен содержать все сигналы, формируемые в разработанной схеме, с указанием их взаимосвязанных характеристик.
Чертежи выполняются вручную или Компас-3D v. 5. 11. (PCAD) на листах формата А3 в соответствии с требованиями ЕСКД. Пример выполнения чертежа схемы принципиальной электрической и чертежа временных диаграмм приведен в приложении 2, 3.
1.2 Пояснительная записка
Пояснительная записка оформляется на белых листах формата А4. При выполнении записки на компьютере каждый лист должен иметь стандартную рамку для текстового документа. При оформлении записки вручную рамка должна отсутствовать.
Аннотация
В аннотации (<0,5 станицы) указывается: тема проекта, назначение и область применения, приводится количество листов графической части проекта, количество листов, рисунков, таблиц и приложений в пояснительной записке, бланк задания на проектирование с указанием номера из таблицы 1 приложения 1.
Оглавление
В оглавлении указываются основные разделы, номера страниц, с которых они начинаются.
Введение
Во введении (1 страница) к проекту указывается тема проекта. Завершается введение постановкой поставленной задач, решаемых проектом.
В данном разделе проводится описание работы схемы и подробным описанием прохождения сигналов со ссылками на номера элементов принципиальной схемы.
Расчетная часть проекта
В расчетной части проекта приводятся все необходимые расчеты.
Обязательными являются расчеты:
- расчет элементов схем подключения нагрузки (LCD), нагрузка подключается к выходу МС с открытым коллектором, либо при отсутствии таковых к МС с достаточной нагрузочной способностью.
Расчет дискретных элементов заканчивается выбором его типа, например резистор С4 – 1 0,5Вт – 1 кОм 
5%, конденсатор К50 – 35 – 16 В-10мкф 10%, К10 – 17 – 1Б – 50 В.
При выполнении расчетов и описании схем обязательны ссылки на источники справочной информации.
Заключение
В заключении указывается тема проекта, назначение.
Список литературы
Список литературы оформляется в соответствии с (2). Можно воспользоваться полным описанием источника информации, который дается в нем перед аннотацией.
Приложение 2
Таблица 1
| Серия | Аналог SN74 | Серия | Аналог SN74 | Серия | Аналог SN74 | Серия | Аналог SN74 |
| ЛА3 | ALS00 | ТМ2 | ALS74 | ИР8 | ALS164 | АП4 | ALS241 |
| ЛА8 | ALS01 | ТМ8 | ALS175 | КП2 | ALS153 | АП5 | ALS244 |
| ЛА9 | ALS03 | ТВ9 | ALS112 | КП12 | ALS253 | АП3 | ALS240 |
| ЛЕ1 | ALS02 | ТВ15 | ALS109 | КП17 | ALS353 | ИЕ6 | ALS192 |
| ЛН1 | ALS04 | ТЛ2 | SN14 | КП19 | ALS352 | ИЕ9 | ALS160 |
| ЛП8 | ALS125 | ИЕ2 | ALS90 | ИЕ5 | ALS93 |
Таблица 2
Номинальный ряд резисторов Е12 (Е24)
| Ом | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,4 | 2,7 | 3,0 | |
| 3,3 | 3,6 | 3,9 | 4,3 | 4,7 | 5,1 | 5,6 | 6,2 | 6,8 | 7,5 | 8,2 | 9,1 | |
| кОм 1•103 Ом | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,4 | 2,7 | 3,0 | |
| 3,3 | 3,6 | 3,9 | 4,3 | 4,7 | 5,1 | 5,6 | 6,2 | 6,8 | 7,5 | 8,2 | 9,1 | |
Сопротивление резистора получают умножением числа из стандартного ряда на 10n, где n – целое положительное или отрицательное число.
Таблица 3
Номинальный ряд конденсаторов Е12
| пФ | ||||||||||||
| нФ | 0,010 | 0,012 | 0,015 | 0,018 | 0,022 | 0,027 | 0,033 | 0,039 | 0,047 | 0,056 | 0,068 | 0,082 |
| 0,10 | 0,12 | 0,15 | 0,18 | 0,22 | 0,27 | 0,33 | 0,39 | 0,47 | 0,56 | 0,68 | 0,82 | |
| мФ | 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,2 | 2,7 | 3,3 | 3,9 | 4,7 | 5,6 | 6,8 | 8,2 |
1 пФ = 1•10─12 Ф, 1 нФ = 1•10─9 Ф, 1 мкФ = 1•10─6 Ф
Список литературы
1. В.Л.Шило. Популярные цифровые микросхемы. Изд-во “Радио и связь” М. 1987 г.
2. ГОСТ 7.1—84. Библиографическое описание документа.—М.: Изд-во стандартов, 2001 г.
3. С.А.Бирюков. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. ДМК М. 2000 г.
4. Логические интегральные схемы КР1533. Справочник. И.И.Петровский. М. 1993 г.
5. С.Т.Усаченко. Выполнение электрических схем по ЕСКД. Издательство стандартов. М., 1989 г.
6. Ю.Ф.Опадчий и др.Аналоговая и цифровая электроника. М. «Горячая Линия – Телеком» 2002 г