1611690367-d099be4bd87248ad17b2651a12258ce3 (Вопросы из программы курса)

РЭЛ(Вопросы из программы курса)Первый семестр1. Понятия электрической цепи, ветви и контура. Пассивные и активные элементы цепи.Активные и реактивные нагрузки. Вольтамперные характеристики. Закон Ома. ЗаконДжоуля-Ленца. Генераторы напряжения и тока. Идеализированный источник ЭДС, мощностьв согласованной нагрузке. Законы Кирхгофа. Последовательное и параллельное соединениеэлементов, делитель напряжения.2. Методы расчета электрических цепей. Метод контурных токов.

Применение метода графовдля нахождения независимых контуров. Метод узловых потенциалов. Принципсуперпозиции. Теорема о компенсации. Теорема об эквивалентном источнике (теоремаТевинена). Понятие четырехполюсника. Обратимость линейных электрических цепей.3. Электрические цепи переменного тока. Синусоидальный ток. Среднее и действующеезначение. Синусоидальный ток в сопротивлении, индуктивности и емкости. Мощность вцепи синусоидального тока. Активная, реактивная и кажущаяся мощности, коэффициентмощности.

Применение комплексных чисел и векторных диаграмм к расчету электрическихцепей. Символизация цепи. Комплексные амплитуды тока и напряжения, комплексноесопротивление, комплексная мощность.4. Резонансные процессы в электрических цепях, понятие резонанса. Последовательныйколебательный контур. Резонанс напряжений.

Резонансные характеристики контура волновое и резонансное сопротивления, добротность. АЧХ и ФЧХ контура, относительная иобобщенная расстройки, полоса пропускания. Влияние источника и нагрузки наизбирательность контура. Максимумы напряжения на индуктивности и емкости.Параллельный колебательный контур. Резонанс токов. Параллельный колебательный контурв общем виде. Условие резонанса и добротность контура с потерями в индуктивности иемкости.

Частичное включение колебательного контура. Связанные колебательные контура.5. Электрические цепи с распределенными параметрами. Длинные линии. Телеграфныеуравнения. Искажение сигнала длинной линией, линия без потерь. Отражение волны отнагрузки. Волновое сопротивление, согласованная нагрузка.

Бегущая и стоячая волны,коэффициенты бегущей и стоячей волны. Резонансные процессы в длинной линии.Полуволновая передающая линия и четвертьволновой трансформатор. Переходные процессыв длинной линии.6. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Коммутация цепи. Законыкоммутации. Классический метод расчета. Принужденный и свободный режимы.

Начальныеусловия.7.Операторные метод расчета электрических цепей. ЛИВ-системы. Дельта-функция,импульсный отклик, интеграл свертки. Интегральное преобразование Фурье и его свойства.Передаточная функция системы, связь фурье-спектров входных и выходных сигналов. Расчетпереходного процесса методом Фурье. Преобразование Лапласа и его свойства, оригиналы иизображения функций по Лапласу. Расчет переходного процесса методом Лапласа.8. Нелинейные и параметрические цепи. Характеристики нелинейных элементов,инерционные и безинерционные элементы.

Нелинейные активные и реактивные нагрузки, ихграфическое описание. Элементы с N- и S- образными характеристиками, статическое идинамическое сопротивления. Расчет прохождения сигналов через нелинейные цепи:графический метод, метод кусочно-линейной аппроксимации, фильтровый метод.Полиноминальное задание нелинейности. Умножение и преобразование частоты,выпрямление переменного тока.9.

Модуляция и ее применение, виды модуляции. Несущая. Амплитудно-модулированныеколебания. Глубина модуляции, огибающая, перемодуляция. Спектр и полоса АМ-сигнала.Полезная, средняя и пиковая мощности АМ. DSB и SSB модуляции, их достоинства. Угловаямодуляция, связь частотной и фазовой модуляций.

Эквивалентность ФМ и ЧМ примодуляции чистым тоном. Девиация частоты, индекс модуляции. Спектры ЧМ (ФМ)колебаний при малом и большом индексах. Формирование ЧМ-сигнала и его демодуляция.10.Трансформатор – принципы действия, система уравнений, схема замещения. Идеальныйтрансформатор. Реальные трансформаторы - физические ограничения (потери в обмотках,токи Фуко, насыщение сердечника, индуктивность рассеивания), конструкции.Автотрансформатор (2 часа).

11. Вакуумные электронные приборы. Термоэлектроннаяэмиссия. Вакуумный диод с катодом прямого или косвенного накала. ВАХ вакуумного диода.Вакуумный триод, его параметры. Усиление сигнала триодом. Тетрод, динатронный эффект.Пентод.12.Газоразрядные (ионные) приборы. Неоновая лампа, релаксационный генератор.13. Полупроводники и их свойства. Электронные структуры атома и твердого тела. Основныепонятия зонной теории. Металлы, диэлектрики, полупроводники. Валентная зона, зонапроводимости, запрещенная зона. Электроны и дырки. Собственные полупроводники.Примесные полупроводники.

Акцепторные и донорные примеси и уровни, электронная идырочная проводимость. Проблема чистоты, компенсированные полупроводники.Диффузионная длина и время жизни носителей, ловушки. Варисторы, термисторы,фоторезисторы.14. Электронно-дырочный переход. Ток диффузии и ток проводимости, объемный заряд,скачок потенциала в p-n-переходе. Вольтамперная характеристика p-n-перехода. Тепловойпробой p-n-перехода и пробой по поверхности.

Лавинный и зенеровский пробои.Полупроводниковые стабилитроны, схемы их применения. Диффузионная и зарядоваяемкости p-n- перехода, варикапы. Накопление заряда, диод с накоплением заряда. Основныесхемынаполупроводниковыхдиодах:выпрямителиоднополупериодные,двухполупериодные и с умножением напряжения, АМ-детектор, балансный смеситель,аналоговые коммутаторы.

Методы изготовления полупроводниковых диодов. Специальныетипы полупроводниковых диодов.15. Биполярные транзисторы - устройство и принцип действия. Коэффициенты передачитока, схемы замещения. Каскады с общим эмиттером, общим коллектором и общей базой - ихсвойства и расчет основных параметров в режиме линейного усиления сигналов. Местныеобратные связи, проблема стабилизация режимов. Усилители с непосредственной связьюмежду каскадами.

Частотные свойства транзисторов. Работа транзистора в ключевом режиме,насыщение. Методы изготовления биполярных транзисторов.Второй семестр1. Полевые транзисторы с p-n-переходом и с изолированным затвором, их передаточная ивыходная характеристики. Крутизна и напряжение отсечки полевого транзистора. Усилителис общим истоком, общим затвором и общим стоком.

Полевой транзистор как управляемоесопротивление. Коммутатор на полевом транзисторе.2. Тиристоры как полупроводниковые переключающие элементы. Транзисторы Дарлингтонаи IGBT-транзисторы.3. Усилители. Основные характеристики усилителей. Усилители переменного тока –широкополосные и резонансные.

Усилители постоянного тока. Проблема дрейфов.Дифференциальные каскады на биполярных и полевых транзисторах. Операционныеусилители, их включение и основные параметры. Амплитудно-частотные характеристикиусилителей.4. Отрицательная обратная связь (ООС). Обратная связь по току и по напряжению, ООСпоследовательного и параллельного типа. Влияние ООС на усиление, полосу пропускания инелинейные искажения. Использование ООС в схемах на операционных усилителях:инвертирующий, неинвертирующий и дифференциальный усилители, аналоговый сумматор,интегратор.5. Генераторы гармонических сигналов и сигналов специальной формы.

Самовозбуждениеусилителей с положительной обратной связью. Генераторы гармонических колебаний,условие баланса амплитуд и фаз. Генераторы с LC-контуром, с фазовращающей цепочкой и смостом Вина. Генераторы сигналов специальной формы – релаксационный генератор,мультивибратор на триггере Шмидта.6. Основы цифровой техники. Базовые и составные операции формальной логики, двоичнаязапись целых чисел, возможность реализации арифметических операций на основелогических. Логические элементы РТЛ, ДТЛ, ТТЛ, МОП и КМОП. Элементы 2И-НЕ и2ИЛИ-НЕ и их таблицы истинности. Комбинационные логические схемы: дешифраторы,коммутаторы, схемы совпадения. Асинхронный RS-триггер. Статические синхронные RS- иD-триггеры.

Динамический синхронный JK-триггер типа MS, его таблица истинности.Счетный режим JK-триггера, T-триггер. Динамический синхронный D-триггер. Сдвиговыерегистры, преобразование параллельного кода в последовательный и обратно. Кольцевыесдвиговые регистры. Счетчики асинхронные и синхронные, реверсивные, по модулю.Интегральные схемы среднего уровня интеграции.

Микропроцессорные элементы,программируемые логические массивы. Перспективы развития цифровой техники.7. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. ЦАП-ШИМ, R-2R, ЦАП накоммутаторах тока. Компаратор. Интегрирующие АЦП, Σ-Δ-АЦП, АЦП поразрядногоуравновешивания, АЦП на коммутируемых конденсаторах, конвейерные АЦП..