Импульсная техника
(8 сем., экзамен)
Лектор: Ст. преподаватель Ращенко Владимир Викторович
1. Введение
Виды импульсных сигналов, параметры импульсов. Области применения импульсных сигналов. Спектры импульсов.
2. Преобразования импульсов в линейных цепях
Интегрирование и дифференцирование импульсных сигналов. Преобразования спектра. Схемотехника интегрирующих и дифференцирующих цепей. Фильтры для импульсных сигналов. Типы фильтров, их АЧХ и ФЧХ.
3. Импульсные трансформаторы
Устройство и принцип работы трансформатора. Закон Фарадея. Эквивалентная схема трансформатора. Эквивалентные параметры. Частотные свойства трансформатора. Пропускание фронта и вершины прямоугольного импульса. Материалы для магнитопроводов. Характеристики магнитопроводов. Примеры расчета импульсных трансформаторов. Трансформаторы тока.
4. Системы с распределенными параметрами. Длинные линии
Прохождение сигнала по длинной линии. Волновое сопротивление. Отражения при несогласованной нагрузке. Преобразования импульсов с применением коаксиальных кабелей. Кабельные трансформаторы. Искусственные длинные линии. Формирователи импульсов на линиях с распределенными и сосредоточенными параметрами.
5. Нелинейные преобразования импульсных сигналов
Элементная база нелинейных схем: диоды, биполярные транзисторы, полевые транзисторы. Операционные усилители. Схемы усилителей напряжения на ОУ. Операционные схемы на ОУ. Компараторы. Оптические передатчики и приемники.
6. Импульсные ключи
Ключи на биполярных, полевых транзисторах, IGBT, тиристоры. Сравнительный анализ ключей.
7. Базовые элементы цифровых микросхем
Диодно-транзисторная логика. ТТЛ. ЭСЛ. КМОП. Аналоговые ключи.
8. Генераторы импульсных сигналов
Релаксационные генераторы на логических элементах. Генераторы одиночных импульсов. Релаксационный генератор на ОУ. Таймер 555.
9. Импульсные источники питания. Широтно-импульсная модуляция
Применение ШИМ сигнала на примере ЦАП ПКС. Типы импульсных преобразователей. Преобразователь с трансформаторной развязкой. Методы ШИМ-стабилизации напряжения. Пример схемы: Блок питания ПК.
10. Измерения импульсных сигналов
Делители напряжения, частотная компенсация. Датчики тока: шунты и токовые трансформаторы. Компенсационный датчик тока на основе элемента Холла (LEM).
11. Приборы для измерения импульсных сигналов
Осциллографы на основе ЭЛТ. Низкочастотные и высокочастотные осциллографы. АЦП. Методы аналогово-цифрового преобразования.
12. Электромагнитные помехи в электрических цепях
Магнитная и электростатическая помехи. Земляная петля. Защита от помех: применение гальванических развязок, экранов, синфазных трансформаторов.
Литература
Ерофеев Ю.Н. Импульсная техника. М.: «Высшая школа», 1984.
П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники. М.: «Мир», 1998.
Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1973.
Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергоатомиздат, 1988.
Семенов Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов М.: «Солон-Р», 2001.
Курс лекций «Импульсная техника»