Учебная программа Дисциплины опд. Ф. 12 «Теория электрических це

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Радиофизический факультет

Кафедра радиотехники

УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета

____________________Якимов А.В.

«27» июня 2012 г.

Учебная программа

Дисциплины ОПД.Ф.12 «Теория электрических цепей»

по специальности 090106 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем»

Нижний Новгород

2012 г.

1. Область применения

Данная дисциплина относится к общепрофессиональным дисциплинам федерального компонента, преподаётся в 4 и 5 семестрах.

2. Цели и задачи дисциплины

Дисциплина «Теория электрических цепей» обеспечивает приобретение знаний и умений в соответствии с государственным образовательным стандартом. Изучение дисциплины имеет целью обеспечить базовую теоретическую и экспериментальную подготовку студентов в области теории электрических цепей для последующего изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин. Знания, полученные при изучении дисциплины «Теория электрических цепей», необходимы для изучения дисциплин: «Теория электрической связи», «Электроника и схемотехника», «Технические средства и методы защиты», «Аппаратные средства вычислительной техники», «Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах», а также отдельных разделов курсов по выбору и дисциплин специализации.

Преподавание дисциплины строится с учетом того, что студенты получили необходимые знания из курсов дисциплин «Математика» и «Физика».

Задачи изучения дисциплины:

научить студентов методам теоретического анализа, экспериментального исследования и основам синтеза электрических цепей различного назначения и, в первую очередь, используемых в технике связи.

3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения курса студенты должны

иметь представление:

о теории электрических цепей как теоретической базе для изучения специальных дисциплин, для разработки и исследования устройств и систем обработки, приема и передачи информации;

о состоянии и тенденциях развития теории электрических цепей и сигналов;

о возможностях использования ЭВМ при анализе и синтезе электрических цепей.

Знать:

принципы работы типовых электрических цепей;

основные методы анализа прохождения сигналов в электрических цепях;

основные методы экспериментального исследования электрических цепей.

Уметь:

рассчитывать параметры основных видов электрических цепей;

рассчитывать параметры сигналов в электрических цепях основных типов при различных видах внешнего воздействия.

Иметь навыки:

практического применения методов анализа процессов электрических цепях основных типов;

методов расчета параметров типовых электрических цепей.

4.Объем дисциплины и виды учебной работы

Виды учебной работы

Всего часов

Семестры

Общая трудоемкость дисциплины

250

4

5

Аудиторные занятия

102

51

51

Лекции

68

34

34

Практические занятия (ПЗ)

17

17

0

Семинары (С)

0

0

0

Лабораторные работы (ЛР)

17

0

17

Другие виды аудиторных занятий

0

0

0

Самостоятельная работа

148

74

74

Курсовой проект (работа)

0

0

0

Расчетно-графическая работа

0

0

0

Реферат

0

0

0

Другие виды самостоятельной работы

0

0

0

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

экзамен

зачёт

экзамен

5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ (или С)

ЛР

1

Введение. Основные определения и законы

2

2

Методы анализа цепей постоянного тока

2

1

3

Методы анализа цепей при гармоническом воздействии

2

1

4

Трехфазные электрические цепи

2

5

Спектральные представления сигналов

6

6

6

Методы анализа линейных цепей при произвольных детерминированных воздействиях

6

2

7

Частотные характеристики линейных цепей

2

2

8

Основы теории четырехполюсников

2

2

9

Электрические фильтры

2

2

10

Цепи с распределенными параметрами

4

11

Линейные усилительные устройства

4

1

5

12

Введение в теорию нелинейных цепей

2

13

Нелинейное усиление и умножение частоты электрических колебаний

4

14

Генерирование гармонических колебаний

4

6

15

Формирование модулированных колебаний

4

16

Детектирование сигналов

4

6

17

Преобразование частоты

4

18

Принципы цифровой обработки сигналов

6

19

Элементы синтеза электрических цепей

4

20

Заключение

2

5.2. Содержание разделов дисциплины

Тема 1. Введение. Основные определения и законы.

Задачи и программа курса. Литература. Примеры преобразования сигналов в радиотехническом канале передачи информации.

Цепи постоянного и переменного тока. Схема цепи и топологические понятия. Пассивные элементы и схемы замещения. Источники тока и напряжения, зависимые источники. Законы Кирхгофа, Джоуля – Ленца, электромагнитной индукции. Колебания в электрических цепях. Переходные и установившиеся процессы.

Линейные цепи, принцип суперпозиции, параметрические и нелинейные цепи.

Задачи анализа и синтеза электрических цепей.

Тема 2. Методы анализа цепей постоянного тока

Методы расчета сложных электрических цепей. Метод контурных токов, метод узловых потенциалов. Применение теоремы взаимности для расчета сложных цепей.

Тема 3. Методы анализа цепей при гармоническом воздействии

Мгновенное значение, амплитуда, частота, фаза, среднее и эффективное значение гармонического тока. Временные и векторные диаграммы напряжений и токов для пассивных элементов цепи. Комплексные амплитуды токов и напряжений. Комплексный импеданс пассивных двухполюсников. Поглощаемая мощность и запасаемая энергия в пассивных двухполюсниках. Последовательное и параллельное соединение пассивных двухполюсников. Колебательный контур. Расчет сложных электрических цепей: метод контурных токов и метод узловых потенциалов.

Тема 4. Трехфазные электрические цепи

Трехфазные электрические цепи, соединение фаз цепи. Симметричные и несимметричные трехфазные цепи. Основные расчетные соотношения, энергетические соотношения для трехфазной электрической цепи.

Тема 5. Спектральные представления сигналов

Классификация радиотехнических сигналов. Векторное пространство сигналов.

Спектральное представление сигналов. Ортогональные сигналы. Периодические сигналы и ряды Фурье. Обобщенный ряд Фурье. Тригонометрическая форма рядов Фурье. Комплексная форма рядов Фурье. Спектральное представление непериодических сигналов. Основные свойства преобразования Фурье. Спектральная плотность неинтегрируемых сигналов. Соотношение между длительностью сигнала и шириной его спектра. Дискретизация и квантование сигнала. Ортогональные сигналы с ограниченным спектром. Теорема Котельникова для сигнала с ограниченным спектром. Теорема Котельникова для сигнала конечной длительности. База сигнала. Объем сигнала. Спектр дискретизированного сигнала.

Модулированные сигналы. Сигналы с амплитудной модуляцией. Спектр АМ сигнала. Сигналы с угловой модуляцией. Виды угловой модуляции. Сигналы с однотональной угловой модуляцией. Спектральное разложение ЧМ и ФМ при малых индексах модуляции. Спектр сигнала с угловой модуляцией при произвольном значении индекса модуляции. Мгновенная частота, фаза и огибающая узкополосного сигнала. Преобразование Гильберта. Аналитический сигнал и его спектр, групповое время задержки. Комплексная огибающая аналитического сигнала. Автокорреляционная функция детерминированного сигнала. Энергетический спектр и спектр мощности.

Тема 6. Методы анализа линейных цепей при произвольных детерминированных воздействиях

Понятие четырехполюсника. Методы математического описания линейных стационарных цепей. Временной метод анализа четырехполюсников. Импульсная и переходная характеристики четырехполюсников. Интеграл Дюамеля. Спектральный метод анализа четырехполюсников. Представление сигналов на плоскости комплексной частоты. Преобразования Лапласа. Передаточная функция К(р) цепи.

Тема 7. Частотные характеристики линейных цепей

Частотный коэффициент передачи, АЧХ и ФЧХ. RL- и RC- цепи. Последовательный колебательный контур. Векторная диаграмма. Энергетические соотношения. Частотная и фазовая характеристики. Параллельный колебательный контур. Векторная диаграмма. Энергетические соотношения. Частотная и фазовая характеристики. Сравнительные характеристики последовательного и параллельного контуров. Связанные колебательные контуры. Линейные нестационарные цепи. Линейные параметрические двухполюсники.



Страницы: 1 | 2 | Весь текст