Анализ линейной стационарной цепи: Методические указания к курсовой работе

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

А Н А Л И З Л И Н Е Й Н О Й С ТА Ц И О Н А Р Н О Й Ц Е П И Методические указания к курсовой работе по дисциплине “Основы теории радиотехнических сигналов и цепей ” для студентов заочной формы обучения специальности 200700 - Радиотехника

Екатеринбург 1997

УДК 621.372.061 Составитель Т. М. Лысенко Научный редактор проф., д-р техн. наук Л. Г. Доросинский

АНАЛИЗ ЛИНЕЙНОЙ СТАЦИОНАРНОЙ ЦЕПИ: Методические указания к курсовой работе по дисциплине “Основы теории радиотехнических сигналов и цепей” /Т.М. Лысенко. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1997. 24 с. Приводятся варианты заданий на курсовую работу по дисциплине “Основы теории радиотехнических сигналов и цепей”. Приводятся краткие методические указания по выполнению задания. Излагаются требования к структуре и содержанию расчетно-пояснительной записки. Приводятся общие правила оформления пояснительной записки в соответствии с действующими государственными стандартами и стандартом предприятия. Библиогр.: 14 назв. Рис. 7. Табл.3. Прил.4.

АНАЛИЗ ЛИНЕЙНОЙ СТАЦИОНАРНОЙ ЦЕПИ Составитель Редактор

Лысенко Тамара Михайловна Н.П. Кубыщенко

Подписано в печать 01.12.97 Бумага типографская Уч. – изд. л. 1,33

Формат 60*84 1/16 Плоская печать Усл. п. л. 1,39 Тираж 100 Заказ 238 Цена “С” Издательство УГТУ 620002, Екатеринбург, Мира, 19 Ризография УМЦ - УГТУ. 620002, Екатеринбург, Мира, 17

© Уральский государственный технический университет, 1997

ВВЕДЕНИЕ Теория линейных электрических цепей является важнейшей составной частью дисциплины «Основы теории радиотехнических сигналов и цепей», в которой рассматриваются современные методы анализа и синтеза линейных радиотехнических устройств различного назначения, требующие знания обширного математического аппарата и применения вычислительной техники. При этом особое внимание уделяется сущности процессов в цепи и фундаментальным понятиям, важным для изучения любых линейных систем. Именно в этом разделе курса вводится множество новых понятий и определений, каждое из которых является достаточно простым, но освоение и применение которых в совокупности представляет собой сложную задачу. Теория линейных цепей образует фундамент, на котором базируется вся профессиональная творческая деятельность радиоинженера. Залогом успеха в этой деятельности является хорошее усвоение аппарата анализа радиотехнических цепей и умение применять его для решения практических задач. Можно с уверенностью утверждать, что без глубокого усвоения этого аппарата невозможно ни дальнейшее обучение в университете, ни успешная работа по специальности. Целью настоящей курсовой работы является систематизация и закрепление знаний студента в области теоретической радиотехники, привитие практических навыков расчета и анализа характеристик радиотехнических сигналов и цепей. Анализируемая схема, вид входного сигнала и их параметры выбираются каждым студентом самостоятельно в соответствии с номером варианта и подварианта. При выполнении курсовой работы рекомендуется использовать учебники и учебные пособия [1-11]. Оформление расчетно-пояснительной записки, ее структура и содержание должны отвечать требованиям, изложенным в приложении к настоящим методическим указаниям. Следует подчеркнуть, что курсовая работа должна быть выполнена в срок, предусмотренный учебным планом.

3

1. 1.1.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Выбор варианта и построение схемы цепи

Общая схема электрической цепи приведена на рис.1. Необходимо выбрать в соответствии с вариантом задания на курсовую работу схему исследуемой цепи и значения ее параметров. Конкретная исследуемая схема изображается на основе общей схемы с учетом двузначного кода, приведенного в табл. 1. ♦ ♦ ♦

Вариант А выполняют студенты, номер зачетной книжки которых оканчивается на цифры 0, 1, 2, 3 (n = 0, 1, 2, 3). Вариант Б выполняют студенты, номер зачетной книжки которых оканчивается на цифры 4, 5, 6 (n = 4, 5, 6). Вариант В выполняют студенты, номер зачетной книжки которых оканчивается на цифры 7, 8, 9 (n = 7, 8, 9).

В каждом варианте номер подварианта совпадает с предпоследней цифрой номера зачетной книжки (m). Первая цифра кода указывает номер ветви с ёмкостью, а вторая - номер ветви, которая удаляется из схемы. В остальные ветви включаются резисторы. Значения параметров элементов цепи вычисляются по формулам:

R k = m∗n∗k, Ом, C = m + n, мкФ, где k - номер ветви, m - предпоследняя цифра, n - последняя цифра номера зачетной книжки. Если m или n равны нулю, то при расчёте параметров элементов их следует увеличить на единицу. Коэффициент усиления операционного усилителя (ОУ) является в каждом варианте изменяемым параметром и принимает два значения:

μ 1 = 10; μ 2 = 100; Вариант А Подвариант Код 1 21 2 31 3 41 4 51 5 61 6 14 7 24 8 34 9 54 0 64

Вариант Б Подвариант Код 1 15 2 25 3 35 4 45 5 65 6 16 7 26 8 36 9 46 0 56 4

Таблица 1 Вариант В Подвариант Код 1 13 2 23 3 43 4 53 5 63 6 12 7 32 8 42 9 52 0 62

5 6 1

2 μ +

3

U1

U2

4

Рис.1. Общая схема цепи

U(t) U max

t1

t2

t3

Рис.2. Входной импульс

5

t

1.2. Задание 1. Найти операторный коэффициент передачи цепи по напряжению и записать его в виде отношения двух полиномов U 2 ( p ) bm p m + bm −1 p m−1 + L + b1 p + b0 = . U 1 ( p ) a n p n + a n −1 p n −1 + L + a1 p + a 0 2. Записать комплексную частотную характеристику цепи K (j ω) и соответствующие ей амплитудно-частотную K (ω) и фазочастотную ϕ (ω) характеристики. 3. По найденным аналитическим выражениям рассчитать и построить графики частотных характеристик цепи для двух значений коэффициента усиления операционного усилителя μ 1 и μ 2 . Оценить погрешность АЧХ и ФЧХ по формулам: K ( p) =

Δ K (ω ) =

K (ω , μ 2 ) − K (ω , μ1 )

, Δ ϕ (ω ) = ϕ (ω , μ 2 ) − ϕ (ω , μ1 ) . K (ω , μ 2 ) 4. Определить переходную h(t) и импульсную g(t) характеристики цепи. 5. Рассчитать и построить графики этих характеристик для двух значений изменяемого параметра μ 1 и μ 2. В каждом случае оценить постоянную времени τ 1 и τ 2 исследуемой цепи. Постоянная времени цепи равна модулю обратной величины полюса передаточной функции. 6. Используя найденные выше временные характеристики цепи и интеграл наложения, найти реакцию цепи на импульс, изображенный на рис. 2. Параметры входного импульсного сигнала: m+n U max = В, t1 = 0,25τ 2 , t 2 = 0,5τ 2 , t3 =τ 2 . 4 7. Рассчитать и построить импульс на выходе цепи для двух значений коэффициента усиления операционного усилителя. 8. Рассчитать погрешность преобразования сигнала цепью по формуле

Δ(t ) = U 2 (t , μ 2 ) −U 2 (t , μ1 ) . 9. Найти спектральную плотность выходного сигнала S (jω), используя спектральный метод анализа. Рассчитать и построить графики модуля и аргумента спектральной плотности для двух значений μ. 10. Рассчитать и построить энергетический спектр сигнала на входе и выходе цепи. Графики спектров построить на одном рисунке. 11. Сравнить спектральные характеристики импульсного сигнала на входе и выходе цепи. Установить характер влияния коэффициента усиления операционного усилителя μ на свойства выходного сигнала. 12. Написать заключительный раздел к курсовой работе. В данном разделе, пользуясь ссылками на полученные характеристики и количественные соотношения, оценить влияние параметров цепи на спектральные и временные характеристики выходного сигнала.

6

2.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ

В последние годы многие задачи синтеза электрических цепей с заданными свойствами решаются с использованием интегральных усилителей широкого применения, получивших название операционных усилителей (ОУ). Схемное изображение типового операционного усилителя приведено на рис.3. Усилитель имеет два входа (инвертирующий () и не инвертирующий (+)), и один выход, содержит то или иное число транзисторов (до 30) и резисторов и получает питание от источников постоянного напряжения. На схеме усилителя источники питания ОУ обычно не показываются. Входное сопротивление операционного усилителя весьма велико (на практике десятки и сотни килоом). Выходное сопротивление достаточно мало (десятки ом). Поэтому приближенно операционный усилитель можно рассматривать как источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН). Современные ОУ имеют коэффициенты усиления μ ≈ 104 ÷ 105. Простейшая схема замещения идеального ОУ приведена на рис.4. В неё входит зависимый источник напряжения типа ИНУН, подсоединенный к выходным зажимам усилителя. Его напряжение пропорционально разности напряжений Uвх1 и Uвх2 , подведенных к входным зажимам усилителя. Другая более полная схема замещения ОУ показана на рис.5. В неё введены резистивные сопротивления, имитирующие конечное входное Rвх и выходное Rвых сопротивления усилителя. Частотный диапазон усиливаемых частот начинается со сколь угодно низких частот и ограничивается сверху емкостями паразитного характера. Последние имеются в любом реальном усилителе и вводятся в более полную схему замещения операционного усилителя. Рассмотрим пример определения операторной передаточной функции цепи с операционным усилителем, основанный на применении метода узловых напряжений. На первом этапе строится операторная схема замещения цепи при нулевых начальных условиях. Каждый операционный усилитель в исходной схеме заменяется его схемой замещения, в самом простом варианте используется схема, изображенная на рис. 4. К входным зажимам цепи подключается независимый источник напряжения U1(p). Все идеализированные пассивные элементы цепи заменяются их операторными схемами замещения [2,4,10]. Далее составляется система уравнений по методу узловых напряжений в операторной форме. В результате решения системы находится операторный коэффициент передачи цепи по напряжению К(p). В качестве примера рассмотрим цепь, изображенную на рис. 6, и найдем операторный коэффициент передачи цепи по напряжению. Перерисуем схему с учетом обозначения ИНУН и к входу цепи подключим независимый источник напряжения (рис. 7). Обозначим узловые напряжения в схеме замещения, как U10, U20 ,U30 ,U40. Так как к узлам 1 и 2 подключены источники, равные соответственно U10 и μU40, то узловые уравнения составляются только для узлов 3 и 4:

7

Y31U 10 + Y32U 20 + Y33U 30 + Y34U 40 = 0 ; Y41U 10 + Y42U 20 + Y43U 30 + Y44U 40 = 0 , где Y31 = − 1

R1

, Y32 = − pC1 ,

Y34 = Y43 = − 1

R2

Y33 = 1

R1

+ 1

R2

+ pC1 ;

;

Y41 = 0, Y42 = 0, Y44 = 1

+ pC 2 . R2 Выразим из второго уравнения системы U 30 = − Y44U 40 , Y43 подставим его в первое и учтем, что U 40 = U 20 .

μ

В результате получим первое уравнение в следующем виде: Y31U 10 + ( − Y33Y44

μY34 + Y32 +

Y34 ) U = 0. 20

μ

Отсюда легко получается операторный коэффициент передачи цепи по напряжению K ( p) =

U 20 ( p ) Y31Y34 μ . = U 10 ( p ) Y33Y44 − μY32Y34 − Y342

Подставим в данную формулу выражения для Yi j и, заменив p на jω, получим комплексный коэффициент передачи цепи по напряжению K ( jω ) =

μ − b2ω + 1 + jω b1 2

,

где b1 = C 2 ( R1 + R2 ) + C1 R1 (1 − μ ) , b2 = C1C 2 R1 R2 .

Соответствующие амплитудно-частотная K (ω) и фазочастотная ϕ (ω) характеристики выражаются формулами: K (ω ) =

μ (1 − b2ω 2 ) 2 + b12 ω 2

,

b1 ω ⎧ при ω 2 < 1 , ⎪− arctg [ (1 − b ω 2 ) ] b2 ⎪ 2 ϕ (ω ) = ⎨ ⎪− π − arctg [ b1 ω ] при ω 2 > 1 . 2 b2 ⎪⎩ (1 − b2ω )

Далее по найденным аналитическим выражениям можно рассчитать и построить графики частотных характеристик цепи для двух значений коэффициента усиления операционного усилителя μ 1 и μ 2 .

8

1

+ μ -

2

Uвх1

3 Uвых

Uвх2

Рис.3. Схема операционного усилителя

1 2

Uвх.1

μ(Uвх1 - Uвх2)= Uвых

3

Uвх.2

Рис.4. Схема замещения операционного усилителя

1 Uвх.1

Rвх 2

Rвых μ(Uвх1 - Uвх2)= Uвых

3

Uвх.2

Рис.5. Схема замещения ОУ с учетом сопротивлений

9

R1

U1

R2

C2

C1 + μ -

U2

Рис.6. Схема цепи с ОУ

(1)

R1

(4)

(3) U1

C1

R2

(2)

C2 μU40 (0) Рис.7. Схема замещения цепи

10

U2

3.

ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Курсовой проект (курсовая работа) являются учебными документами, выполненными студентами по учебному плану на промежуточном этапе изучения дисциплины. Одной из стадий в непрерывной многоэтапной подготовке студентов, в том числе по изучению основ стандартизации и метрологии, является применение стандарта предприятия УГТУ-УПИ 1-96 «Общие требования и правила оформления дипломных и курсовых проектов (работ)» [12]. Из этого документа следует, что в состав курсового проекта в общем случае входят текстовые и графические документы, а также наглядные пособия. К текстовым документам относятся расчетно-пояснительная записка, спецификация, программная документация. К графическим документам относятся чертежи и схемы, а также диаграммы, графики, таблицы, рисунки, формулы, выполненные как наглядные пособия для публичной защиты курсового проекта. К наглядным пособиям относятся модели, макеты устройств, компьютерные демонстрационные "ролики" и т.п. Для обозначения текстовых и графических документов проекта согласно ГОСТ 2.201-80 и СТП УГТУ-УПИ 1-96 устанавливается следующая структура: 200700 000 000 014 ПЗ Здесь первый шестизначный код - это номер специальности, по которой выполняется курсовой проект. В данном случае указан код специальности “Радиотехника”. Следующий за ним шестизначный код - это код классификационной характеристики темы проекта по Классификатору ЕСКД. В данном случае записаны нули, так как тема настоящей работы не имеет кода классификационной характеристики. Далее следует порядковый регистрационный номер курсовой работы. Здесь после нуля записываются две последние цифры номера зачетной книжки студента. Двухзначный буквенный код - это шифр вида документа. В данном случае указан код пояснительной записки (ПЗ). 3.1. Содержание пояснительной записки В пояснительной записке (ПЗ) объемом 20-40 страниц рукописного или 15-35 страниц машинописного текста, включая необходимые иллюстрирующие материалы (чертежи, схемы, диаграммы, графики, рисунки), студент должен в краткой и ясной форме грамотно изложить идеи и существо проекта, привести результаты теоретических расчетов и экспериментальных исследований, сделать конкретные выводы. При написании записки студент обязан давать ссылки на автора и источник, откуда он заимствует материал или отдельные результаты. В тексте пояснительной записки недопустимыми являются орфографические и синтаксические ошибки и описки, небрежное оформление рисунков, таблиц, схем. Расчетно-пояснительная записка курсового проекта должна содержать следующие структурные части: • титульный лист • задание на проектирование • содержание • условные обозначения, символы и сокращения • введение • основную часть • заключение • библиографический список • приложение

11

В табл. 2 показана структура и последовательность размещения материала пояснительной записки курсового проекта, краткое содержание каждой структурной части и рекомендуемый объем в страницах рукописного текста. Таблица 2

Структурная часть

Требования к содержанию

Титульный лист

Пример заполнения титульного листа ПЗ курсовой работы приведен в прил. 1. Задание на курсовую Приводится задание на курсовую работу для конкретработу ного варианта и подварианта. Содержание Указываются обозначения и наименования всех разделов, подразделов, пунктов и номера страниц, на которых размещается начало материала. Пример оформления содержания приведен в прил. 2. Условные обозначе- Условные обозначения, символы и сокращения расния, символы и сополагаются в алфавитном порядке столбцом: слева кращения символ, справа - детальная расшифровка с указанием размерности. В перечень включаются условные обозначения и символы, повторяющиеся в тексте более трех раз. Остальные расшифровываются в тексте при первом упоминании. Пример заполнения перечня приведен в прил.3. Введение Приводится оценка современного состояния решаемой в работе задачи. 1. Наименование Наименование разделов, их количество и содержание 2. Наименование определяются студентом индивидуально, исходя из 3. Наименование полученного задания на проектирование. В них опи4. Наименование сываются теоретические положения работы, исполь5. Наименование зуемые методы, приводятся результаты теоретиче6. Наименование ских расчетов, экспериментальных исследований, дается их анализ и делаются выводы. Заключение Приводятся краткие выводы о результатах выполненной работы, оформленные в виде нумерованных абзацев. Библиографический Список составляется в соответствии с ГОСТ 7.1-84. список Пример в прил. 4. Приложение 1 В приложение выносятся материалы, поясняющие основное содержание работы, громоздкие выкладки и доказательства, таблицы, рисунки, программная документация. Приложение 2 Для каждого приложения обязательным является содержательное наименование, которое пишется после его номера.

12

Объем 1 4-5 2-3

2-3

1 15-20

1-2 1-2

3.2.

Оформление пояснительной записки

Пояснительная записка является основным текстовым документом курсового проекта и оформляется в соответствии с требованиями, установленными ГОСТ 2.105-79, ГОСТ 2.106-68 и стандартом предприятия. Ниже излагаются основные требования к оформлению текста, формул, таблиц и рисунков [11-13]. 3.2.1. Оформление разделов В пояснительной записке должен быть соблюден порядок следования перечисленных выше структурных частей и указано их наименование. Структурные части ПЗ начинают с нового листа. Заголовки их не нумеруются, пишутся прописными буквами симметрично границам текста, например: ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СИМВОЛЫ И СОКРАЩЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ

Особое внимание следует обратить на то, что при этом не указывается наименование пятой структурной части (основная часть). Последняя состоит из совокупности разделов, количество и наименование которых определяются полученным заданием на проектирование. Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всей основной части ПЗ. Заголовки разделов пишутся прописными буквами и размещаются симметрично границам текста, например: 1. АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ И ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕПИ

Каждый раздел состоит из структурных элементов: подразделов, пунктов и подпунктов. Каждый структурный элемент обозначается номером и снабжается заголовком (подразделы - в пределах раздела, пункты - в пределах подраздела, подпункты - в пределах пункта). В конце номеров ставится точка, в конце заголовков точка не ставится. Заголовки подразделов, пунктов и подпунктов записываются строчными буквами (первая - прописная), начиная с абзацного отступа, например: 1.1. Определение передаточной функции цепи 1.2. Анализ частотных характеристик цепи 1.2.3. Влияние изменяемого параметра цепи на частотные характеристики Перенос слов в заголовках и их подчеркивание не допускается. Если заголовок состоит из двух предложений, то между ними ставится точка. Расстояние между заголовком и текстом, а также между заголовком раздела и подраздела должно быть равно 10 мм. Текст предыдущего раздела отделяется от заголовка последующего расстоянием 15 мм. 3.2.2. Оформление текста Пояснительная записка выполняется на листах белой бумаги формата А4 (размер 210*297 мм), без рамки, с оставлением полей: левого и верхнего не менее 20 мм, правого и нижнего не менее 10 мм. Порядковый номер страницы проставляется в правом верхнем углу листа, на титульном листе (первом!) номер не проставляется. Все листы ПЗ, включая приложение, имеют сквозную нумерацию. Текст ПЗ может быть выполнен машинным, машинописным (через 2 интервала) или рукописным способом на одной стороне листа. Рукописный вариант выполняется тушью, пастой или чернилами одного (синего, черного) цвета, четко и разборчиво. Высота букв не менее 2,5 мм, расстояние между строчками 10 мм. Вписывать отдельные слова, буквы, формулы необходимо тушью, пастой или чернилами того же цвета.

13

Научный стиль изложения материала. Текст ПЗ необходимо разбивать на абзацы, содержащие законченные этапы рассуждений и расчетов. Рекомендуется в тексте пояснительной записки использовать рассуждение, в котором утверждается или отрицается какое-то явление, факт, понятие. При этом рассуждение необходимо строить по следующему плану: тезис— аргументы, доказывающие его— вывод. Необходимо стремиться к краткому и четкому изложению материала в научном стиле. Терминология и определения должны быть едиными и соответствовать установленным стандартам, а при отсутствии стандарта - общепринятым в научно-технической литературе. Специфическая терминология должна иметь соответствующие разъяснения в перечне условных обозначений, символов и сокращений. Кроме того, изложение материала ПЗ в научном стиле предполагает: • использование специальной фразеологии (устойчивых сочетаний слов); • вводных слов (действительно, конечно, несомненно, известно, разумеется, вероятно, очевидно, к сожалению, по мнению автора работы [8], во-первых, следовательно, значит, итак, напротив, наоборот, например, иначе говоря, и т.п.); • безличных глаголов (считается, принимается, устанавливается, не допускается, указывается, предполагается, записывается и т.д.). Сокращения слов. Сокращения слов в тексте и подписях под рисунками, как правило, не допускаются. Исключение составляют сокращения, общепринятые в русском языке, или установленные ГОСТ 2.316-68 "ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц". Не следует сокращать слова и словосочетания: графа, уравнение, формула, так как, так что, например, более или менее, таким образом, должно быть, около, так называемый, главным образом. Слова maximum, minimum для индексов следует применять в сокращенном виде max, min; в тексте следует писать их по-русски, с требуемым падежным окончанием. Напомним, что к общепринятым сокращениям относятся: во всех случаях - т.е. (то есть), в конце фразы - и т.п. (и тому подобное), и т.д. (и так далее), и др. (и другие), и мн. др. (и многие другие), и пр. (и прочие); при ссылках и сносках - см. (смотри); ср. (сравни); табл. (таблица); рис. (рисунок); стр. (страница); л. (лист); п. (пункт); пп. (подпункт); разд. (раздел); черт. (чертеж). Написание чисел. Написание чисел в тексте выполняют в соответствии со стандартом СТ СЭВ 543-73 "Числа. Правила записи и округления". Многозначные количественные числительные записываются с пробелами по классам. Многозначные порядковые числительные на классы не разбиваются. Без пробелов между цифрами пишутся графические отличительные знаки, например: "на 117125-м витке", "N 65789". При перечислении однородных величин, чисел сокращенное обозначение единицы измерения следует ставить после последней цифры, например: 5, 15 и 35 %. Для величин, имеющих отрицательное значение, вместо знака минус перед ними следует писать слово "минус". Нельзя соединять текст с условными и математическими обозначениями, например: не "частота = 150 кГц", а "частота равна 150 кГц". Математические знаки >, < , cos, sin, lg, %, 0, N применяются только в сопровождении цифровых или буквенных обозначений. Не допускается использовать их в тексте вместо соответствующих слов. В тексте следует писать словами: "нуль", "логарифм", "номер", "синус", "сумма" и т.п.. Порядковые числительные следует писать цифрами в сопровождении сокращенных падежных окончаний: "3-й стенд", "2-е сопротивление", "1, 2 и 3-й графики".

14

Количественные числительные пишутся без падежных окончаний, например: "в 10 случаях", "на 15 листах". Не допускаются падежные окончания в датах ("12 апреля") и при римских цифрах. Отвлеченные числа до девяти следует писать в тексте словами, свыше девяти цифрами (например: "пять кривых", "10 дней"); числа с размерностью пишутся цифрами, а без размерности - словами, например: " входное сопротивление 200 Ом", "два испытания". 3.2.3. Оформление формул Формулы в тексте ПЗ пишутся на отдельной строке и располагаются симметрично границам текста. Формулы нумеруются в пределах раздела. Номер формулы состоит из номера раздела и порядкового номера формулы, разделенных точкой. Номер ставится в круглых скобках с правой стороны листа на уровне формулы. Непосредственно после формулы ставится необходимый знак препинания (точка или запятая). Формулы , которые не вписываются в одну строку, переносятся на другую на знаках равенства, сложения, вычитания и умножения. Эти знаки повторяются в начале и конце переноса. В формулах в качестве символов следует применять обозначения, установленные соответствующими стандартами. Значения символов и коэффициентов, входящих в формулу, должны быть приведены непосредственно под формулой. Первая строка расшифровки должна начинаться без абзацного отступа со слова "где" без двоеточия после него. Расшифровку значений символов с указанием единиц физических величин и коэффициентов выполняют сплошной строкой в той последовательности, в какой они приведены в формуле. При этом после формулы ставится запятая, например: σ + j∞

1 K ( p ) pt , h( t) = e dp 2π j σ −∫j∞ p

(2.1)

где h(t) - переходная характеристика цепи; K (P) - операторный коэффициент передачи цепи по напряжению, p - оператор преобразования Лапласа. Расчеты по формулам выполняются на листах ПЗ. После формулы, записанной в требуемой форме, в нее подставляются числовые значения параметров и далее приводится результат вычисления с указанием размерности полученной величины. Ссылка в тексте на номер формулы дается в круглых скобках, например: "...в формуле (2.1)". 3.2.4. Оформление таблиц Цифровой, а при необходимости и текстовой материал ПЗ оформляется в виде таблиц в соответствии с требованиями ГОСТ 2.10579. Структура таблицы имеет вид:

Таблица 3 Заголовок таблицы Заголовок графы

Заголовок графы

Головка таблицы Подзаголовок графы

Подзаголовок графы

Заголовок строки 1 Заголовок строки 2

15

Подзаголовок графы

Подзаголовок графы

Размеры таблицы выбираются произвольно, высота строк таблицы должна быть не менее 8 мм. Все заголовки и подзаголовки таблицы начинаются с прописных букв, в конце их знаки препинания не ставятся. Если подзаголовок графы составляет одно предложение с заголовком, то он пишется со строчной буквы. Графа "N п/п" в таблицу не включается. Для облегчения необходимых в тексте ПЗ ссылок на таблицу допускается нумерация граф и строк (в боковике таблицы). Диагональное деление головки таблицы не допускается. Для сокращения текста заголовков и подзаголовков таблицы отдельные понятия заменяются буквенными обозначениями, введенными в тексте. Заголовки граф и строк указываются в единственном числе. Если цифровые данные в графах таблицы имеют различную размерность, то она указывается в заголовке каждой графы. Если все данные имеют одинаковую размерность, то она приводится над таблицей. Таблицы нумеруются в пределах раздела. Разрешается нумеровать таблицы в пределах всей ПЗ. Номер указывается в надписи вида "Таблица 1.2" (вторая таблица первого раздела), которая помещается в правом верхнем углу над таблицей. Допускается делить таблицу на части. При этом над последующей частью помещается надпись "Продолжение таблицы 1.2". На все таблицы в тексте ПЗ должны быть ссылки вида: "в табл. 1.2 ...". Если в тексте ПЗ приводится одна таблица, то она не нумеруется, слово "Таблица" над ней не пишется, сокращение "табл." в тексте ПЗ не употребляется. Если в строке таблицы все данные приводятся для одной физической величины, то размерность ее указывается в соответствующей строке боковика таблицы. Повторяющийся в графе таблицы текст, состоящий из одного слова, допускается заменять кавычками, если строки в таблице не разделены линиями. Если повторяющийся текст состоит более чем из одного слова, то при первом повторении его заменяют словом "То же", а далее - кавычками. Ставить кавычки вместо повторяющихся цифр, знаков, марок, математических и химических символов не допускается. Если цифровые или иные данные в графах таблицы не приводятся, то ставится прочерк. Цифры в графах таблицы располагаются так, чтобы классы чисел во всей графе были точно один под другим. Количество десятичных знаков числовых величин в одной графе, как правило, должно быть одинаковым. 3.2.5. Оформление рисунков Для пояснения текста и большей наглядности в тексте ПЗ следует использовать всевозможные различные иллюстрации: рисунки, фотографии, схемы, диаграммы, документы, полученные на ЭВМ с применением печатающих и графических устройств, и т.п. Все иллюстрации называются рисунками и нумеруются в пределах каждого раздела по типу: Рис. 2.1 (первый рисунок второго раздела). Рисунки могут располагаться по тексту после первой ссылки на них или в приложении. Ссылки на иллюстрации приводятся по типу: "рис. 2.1", а ссылки на ранее упомянутые иллюстрации даются с сокращенным словом "смотри", например, "см. рис. 2.1". Иллюстрации в тексте ПЗ должны быть выполнены в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД. Рисунки выполняются машинным или ручным способом, карандашом или одноцветной пастой непосредственно на листах ПЗ либо на листах кальки, чертежной или миллиметровой бумаги формата А4 (А3). Допускается аккуратно наклеивать на листы ПЗ иллюстрирующий материал. Чертежи и схемы, оформленные рамкой и основной надписью, должны складываться "гармоникой" к формату А4 с присвоением им порядковых номеров (листов текста и рисунков).

16

На рисунках должна быть только та информация, которая помогает при чтении текста уяснить суть излагаемого вопроса. Рисунки помещаются так, чтобы их можно было рассматривать без поворота ПЗ (либо с поворотом ПЗ на 90 по часовой стрелке). При необходимости рисунок может иметь наименование и поясняющие сведения, которые помещаются под рисунком после указания его номера, например: Рис. 1.1. Амплитудно-частотная характеристика цепи: 1 - при μ= 100; 2 - при μ= 100000 Наименование рисунка, поясняющие сведения и номер выполняется тем же способом, каким выполнен текст записки. Для наглядного представления функциональных зависимостей двух или более переменных величин рекомендуется использовать диаграммы различных типов (ГОСТ 2.319-81): в прямоугольных и полярных координатах, столбиковые, секторные, шкалы которых могут быть равномерными, полу- или логарифмическими. Широко применяются диаграммы в прямоугольных координатах, на которых ярко выражена кривая, отображающая общую зависимость функции от аргумента. Основные правила выполнения диаграмм установлены в рекомендациях Р 50-77-88 "ЕСКД. Правила выполнения диаграмм". Оси координат. Значения величин, связанных изображаемой функциональной зависимостью, указываются на осях координат в виде шкал. Качественное изображение зависимостей выполняется без шкал, при этом оси координат заканчиваются стрелками, указывающими направление возрастания значений величин. В прямоугольной системе координат независимая переменная откладывается по оси абсцисс. Положительные значения величин, как правило, откладываются вверх и вправо от точки начала отсчета. В полярной системе координат начало отсчета углов должно находиться на горизонтальной или вертикальной оси, положительное направление углов соответствует направлению вращения против часовой стрелки. При выполнении диаграмм в пространственной прямоугольной системе координат функциональные зависимости изображаются в аксонометрической проекции по ГОСТ 2.317-69 "ЕСКД. Аксонометрические проекции". Масштабы, шкалы и координатная сетка. Значения величин откладываются на осях координат в линейном или нелинейном (например, логарифмическом) масштабах изображения. Масштаб изображения для каждого направления координат может быть разным. В качестве шкалы используется координатная ось или линия координатной сетки, которая ограничивает поле диаграммы. При этом координатные оси разделяются на графические интервалы одним из способов: координатной сеткой, делительными штрихами или сочетанием сетки и штрихов. Рядом с делениями сетки или делительными штрихами, соответствующими началу и концу шкалы, должны быть указаны значения величин. Нуль следует указывать один раз у точки пересечения шкал, если он является началом отсчета шкал. Числа у шкал размещаются вне поля диаграммы и располагаются горизонтально. При необходимости допускается наносить их у шкал внутри поля диаграммы. Частота нанесения числовых значений выбирается с учетом удобства пользования диаграммой. Линии и точки. Диаграммы выполняются линиями по ГОСТ 2.30368. Оси координат, оси шкал, ограничивающие поле диаграммы, выполняются сплошными основными линиями, линии координатной сетки и делительные штрихи - тонкой линией. При изображении на диаграмме нескольких зависимостей применяются линии различной толщины и различных типов. Пересечение надписей и линий не допускается. Следует обратить особое внимание на то, что точки, полученные расчетным путем или экспериментально, обозначаются графически кружком, крестиком и т.п. и поясняются в тексте.

17

Обозначение величин и нанесение единиц измерения. Переменные величины указываются наименованием или символом и размещаются у середины шкалы с ее внешней стороны, а при сочетании символа с единицей измерения надпись размещается в конце шкалы после последнего числа в виде дроби (символ/ед. измерения) либо в виде: символ, единица измерения. Единицы измерения величин должны соответствовать Международной системе (СИ). 3.2.6. Оформление приложений Приложение оформляется как продолжение ПЗ или в виде отдельного документа. Ссылка на приложение дается в тексте ПЗ, а в содержании указываются все приложения. Каждое приложение должно начинаться с нового листа, с указанием в правом верхнем углу первого листа слова "ПРИЛОЖЕНИЕ". Приложение должно иметь содержательный заголовок, который помещают над текстом приложения прописными буквами. Заголовок приложения выносится в содержание. Текст приложения при необходимости может быть поделен на разделы и подразделы. Приложения нумеруются арабскими цифрами, например: "ПРИЛОЖЕНИЕ 1", "ПРИЛОЖЕНИЕ 2". Нумерация листов приложений, включенных в ПЗ, должна быть сквозная. Таблицы, рисунки и формулы нумеруются в пределах каждого приложения, например: "табл. П.1.1" (первая таблица первого приложения), "рис. П.2.1"(первый рисунок второго приложения), "формула (П.1.1)". Приложение, выпускаемое в виде отдельного тома, оформляется по правилам, принятым для данного типа документа, например, программной документации с самостоятельной нумерацией страниц.

18

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1.Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1988. 536 с. 2.Белецкий А.Г. Теория линейных электрических цепей. М.: Радио и связь, 1986. 544 с. 3.Бессонов Л.А. Линейные электрические цепи. М.: Высшая школа, 1983. 336 с. 4.Воробиенко П.П. Теория линейных электрических цепей. Сборник задач и упражнений: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1989. 328 с. 5.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 1986. 512 с. 6.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Советское радио, 1977. 608 с. 7.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Советское радио, 1964. 695 с. 8.Зернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. Л.: Энергия, 1972. 816 с. 9.Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей. М.: Высшая школа, 1987. 512 с. 10.Попов В.П. Основы теории цепей. М.: Высшая школа, 1985. 496 с. 11.Радиотехнические цепи и сигналы: Учебное пособие для вузов/ Васильев Д.В., Витоль М.Р., Горшенков Ю.Н. и др.// Под ред. К.М. Самойло. М.: Радио и связь, 1982. 528 с. 12.Сапаров В.Е., Максимов Н.А. Системы стандартов в электросвязи и радиоэлектронике: Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1985. 248 с. 13.Стандарт предприятия. Общие требования и правила оформления дипломных и курсовых проектов (работ). СТП УГТУ-УПИ 1-96. Екатеринбург: УГТУ, 1996. 33 с. 14.Усатенко С.Г., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. М.: Издательство стандартов, 1989. 325 с.

19

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Образец выполнения титульного листа Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ РАДИОТЕХНИКИ

Оценка работы Члены комиссии

___________

_________ _________

АНАЛИЗ ЛИНЕЙНОЙ СТАЦИОНАРНОЙ ЦЕПИ КУРСОВАЯ РАБОТА ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

200700 000000 014 ПЗ

Подпись

Ф.И.О.

Руководитель канд. техн. наук, доцент

__________________

________________

Н. контролер

__________________

________________

Студент

__________________

________________

Номер зачетной книжки

9102214

Екатеринбург 1997

20

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Пример оформления содержания пояснительной записки СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ ................................................................................ 2 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СИМВОЛЫ И СОКРАЩЕНИЯ ..................................... 4 ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................. 5 1. АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ И ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕПИ...................... 6 1.2. Определение передаточной функции цепи................................................................... 7 1.3. Анализ частотных характеристик..................................................................................10 1.3.1. Амплитудно-частотная характеристика.....................................................................11 1.3.2. Фазочастотная характеристика ...................................................................................13 1.3.3. Влияние изменяемого параметра цепи на частотные характеристики ...................14 1.4. Анализ временных характеристик цепи .......................................................................16 1.4.1. Переходная характеристика цепи ..............................................................................16 1.4.2. Импульсная характеристика цепи ..............................................................................19 1.4.3. Влияние изменяемого параметра цепи на временные характеристики ..................21 2. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВХОДНОГО СИГНАЛА ............................23 2.1. Спектральная плотность.................................................................................................23 2.2. Энергетический спектр...................................................................................................25 3. ПРОХОЖДЕНИЕ ИМПУЛЬСНОГО СИГНАЛА ЧЕРЕЗ ЛИНЕЙНУЮ ЦЕПЬ ..........26 3.1. Нахождение выходного сигнала методом интеграла наложения...............................26 3.2. Сравнение графиков входного и выходного сигнала ..................................................28 3.3. Определение спектра выходного сигнала спектральным методом............................30 3.4. Сравнение спектральных характеристик сигнала на входе и выходе .......................32 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................................34 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...................................................................................35 ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Частотные характеристики цепи..........................................................36 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Спектральные характеристики импульсного сигнала ......................37

21

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Пример оформления перечня

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СИМВОЛЫ И СОКРАЩЕНИЯ Cfg(t) h(t) ϕ(ω) K(j ω)K(p) K(ω) LpqRR(τ) S(jω) s(t) tTτk ω W(ω) x(t) y(t) Z(p) АЧХ ИХ ПХ ФЧХ -

емкость, Ф циклическая частота, Гц импульсная характеристика переходная характеристика фазочастотная характеристика комплексная частотная характеристика операторный коэффициент передачи цепи по напряжению амплитудно-частотная характеристика индуктивность, Гн оператор преобразования Лапласа отношение сигнал/шум сопротивление, Ом корреляционная функция спектральная плотность детерминированный входной сигнал время, с период повторения время корреляции шума, мкc угловая частота, рад/c энергетический спектр случайный сигнал выходной сигнал операторное сопротивление, Ом амплитудно-частотная характеристика импульсная характеристика переходная характеристика фазочастотная характеристика

22

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Примеры библиографического описания источников литературы

Описание книги (1 - 3 автора) 1. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Советское радио, 1977. 608 с. 2. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли: Пер. с нем./ Под ред.В.Г. Трифонова. М.: Мир, 1988. 350 с. 3. Горяинов В.Т. , Журавлев А.Г., Тихонов В.И. Статистическая радиотехника: Примеры и задачи. М.: Советское радио, 1980. 569 с. Описание книги (авторов ровно 4) Радиолокационные станции обзора Земли / Кондратенков Г.С., Потехин В.А., Реутов А.П., Феоктистов Ю.А.; Под ред. Г.А. Кондратенкова. М.: Радио и связь, 1983. 272 с. Описание книги (авторов больше 4) Аналоговые и цифровые интегральные схемы / Якубовский С.В., Барканов Н.А., Кудряшов Б.П. и др.; Под ред. С.В. Якубовского М.: Советское радио, 1979. 336 с. Описание статьи из журнала (авторов не более 4) Гудкова Н.А. , Ширяев А.М. Использование в народном хозяйстве СВЧаппаратуры дистанционного зондирования из космоса // Зарубежная радиоэлектроника. 1991. N 4. С. 85-104. Описание статьи из журнала (авторов больше 4) Радиолокационное зондирование Земли с ИСЗ «Космос - 1870» / Салганик П.О., Ефремов Г.А., Неронский Л.Б. и др. // Исследование Земли из космоса. 1990. N 2. С. 70-79.

23

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................. 2 1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ .......................................................................... 4 1.1. Выбор варианта и построение схемы цепи........................................................ 4 1.2. Задание .................................................................................................................. 6 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ................................................................. 7 3. ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ ..............................................................11 3.1. Содержание пояснительной записки .................................................................11 3.2. Оформление пояснительной записки.................................................................13 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...................................................................................19 ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Образец выполнения титульного листа ..............................................20 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Пример оформления содержания пояснительной записки ...............21 ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Пример оформления перечня ...............................................................22 ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Примеры библиографического описания источников литературы .............................................................................................23

24