Тема 3. Диэлектрики
Поляризация и ее виды. Диэлектрическая проницаемость, ее физический смысл и численное значение для диэлектриков различных областей применения. Электропроводность диэлектриков. Объемное и поверхностное сопротивления твердых диэлектриков. Диэлектрические потери. Тангенс угла диэлектрических потерь. Виды потерь - потери сквозной проводимости, релаксационные, ионизационные, резонансные. Пробой диэлектриков. Основные понятия.
Электроизоляционные материалы. Газообразные диэлектрики и их конк-ретные свойства. Воздух, азот, нейтральные газы, элегаз, фреоны, пары фторорганических жидкостей. Нефтяные электроизоляционные масла: конден - саторное, трансформаторное, кабельное. Синтетические жидкие диэлектрики: совтол, кремнийорганические и фторорганические. Неорганические твердые изоляционные материалы: керамика, слюда, стекло, сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики. Органические твердые изоляционные материалы: полимеры, эластомеры, компаунды, лаки, клеи, пластмассы, волокнистые, воскообразные лакоткани и слоистые пластики. Области применения каждой группы материалов.
Тема 4. Магнитные материалы
Краткие сведения по теории магнетизма. Причина магнитного момента атома. Магнитная восприимчивость. Классификация материалов по магнитным свойствам. Ферромагнетики и ферримагнетики. Причина ферромагнетизма. Процесс намагничивания, петля гистерезиса. Предельные и частные петли гистерезиса. Основная кривая намагничивания. Температура Кюри. Магнитострикция. Магнитные характеристики. Магнитные проницаемости в постоянном и переменном полях. Потери энергии. Виды потерь в постоянном и переменном полях. Влияние воздушного зазора. Классификация магнитных материалов: магнитомягкие, магнитотвердые и специальные. Магнитомягкие материалы для постоянных и низкочастотных полей. Свойства магнито-мягких материалов, представители и их применение. Технически чистое железо, электролитическое и карбонильное железо, низкоуглеродистая сталь, текстурованная сталь, железокобальтовый сплав - пермендюр. Магнитомягкие материалы для работы в слабых постоянных и переменных полях. Пермаллои и альсиферы. Магнитомягкие материалы для работы в полях высокой и сверхвысокой частот. Требования, предъявляемые к высокочастотным материалам. Магнитодиэлектрики и ферриты, их состав, свойства и применение. Магнитотвердые материалы, их свойства. Классификация: мартенситные стали, ЮН-сплавы, пластичные сплавы, сплавы с высокой коэрцитивной силой, магнитотвердые ферриты. Специальные магнитные материалы: материалы с прямоугольной петлей гистерезиса, термомагнитные сплавы, сплавы с высокой индукцией насыщения, магнитострикционные сплавы.
Тема 5. Радиодетали
Их основные характеристики и параметры: номинальное значение величины, характерной для данной детали; пределы допускаемых отклонений от номинала; параметры, характеризующие электрическую прочность радиодеталей; параметры, характеризующие потери; параметры, характеризующие стабильность и надежность радиодетали.
Резисторы. Классификация и конструкции. Основные параметры. Резисторы общего назначения. Прецизионные резисторы. Высокочастотные резисторы. Высоковольтные резисторы. Резисторы переменного сопротивления.
Конденсаторы. Классификация и конструкции. Основные параметры. Конденсаторы постоянной емкости (ВЧ и НЧ). Конденсаторы переменной емкости. Подстроечные конденсаторы.
Катушки индуктивности высокой частоты. Классификация по назначению и конструкции. Основные параметры. Контурные катушки индуктивности. Катушки связи. Катушки индуктивности с магнитными сердечниками. Экранирование катушек индуктивности. Дроссели высокой частоты. Вариометры.
Тема 6. Интегральные схемы
Термины и определения микроэлектроники. Классификации интегральных схем: по конструктивно-технологическому признаку, по функциональному назначению, по степени интеграции. Система условных обозначений ИС.
Типовые структуры полупроводниковых ИС. Биполярные транзисторы и диодное включение транзисторов. Диффузионные резисторы и конденсаторы.
Методы изоляции элементов в полупроводниковых ИС. Полевые транзисторы в полупроводниковых ИС. Основные этапы процесса изготовления полупро-водниковых ИС.
Элементы пленочных ИС. Методы формирования конфигурации элементов. Методы нанесения пленочных элементов. Основные этапы изготовления пленочных и гибридных ИС.
Примерный перечень лабораторных работ
1. Изучение электропроводности твердых диэлектриков и измерение удельного поверхностного и объемного сопротивлений диэлектрических материалов.
2. Определение ширины запрещенной зоны и энергии активации примесных полупроводников.
3. Исследование свойств магнитомягких материалов на промышленной частоте.
4. Исследование зависимости удельного сопротивления проводниковых материалов от температуры.
5. Определение значений температурного коэффициента сопротивления, изучение материалов, конструктивного оформления и маркировки резисторов.
6. Определение значений температурного коэффициента емкости, изучение материалов, конструктивного оформления и маркировки конденсаторов постоянной емкости.
7. Исследование элементов полупроводниковых и гибридных ИС.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. , Сорокин электронной техники.- М.:Высш. шк., 1986, 1980.
2. , , Тареев материалы. - Л.:Энергоатомиздат, 1985.
3. , Дашевский полупроводников и диэлектриков. - М.:Металлургия, 1988.
4. , Цветков полупроводниковых и диэлектрических материалов. - М.:Высш. шк., 1990,1983.
5. Пасынков электронной техники. - М.:Высш. шк.,1980.
6. Казанцев материалы: Метод. пособие.- Мн.: БГУИР, 1993.
7. , , Казанцев практикум по курсам «Материалы электронной техники», «Радиоматериалы». Ч.1.-Мн.: МРТИ, 1991.
8. , Зеленский функциональной электроники и электрорадиоэлементы. - М.: Радио и связь, 1989.
9. Резисторы: Справочник / Под. ред. . - М.: Радио и связь, 1991.
10. Конденсаторы: Справочник /Под ред. . - М.: Радио и связь, 1993.
11. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник /, , -хоренко, . - Мн.: Беларусь, 1994.
12. , , Фролкин микроэлектроники: Учебник для радиотехнических специальностей вузов. - М.: Радио и связь, 1990.
13. , Шульгов практикум «Исследование интегральных схем». Ч. 1,2. - Мн.: БГУИР, 1996.
14. Бузанева интегральной электроники. - М.: Радио и связь, 1990.
15. Элементы интегральной электроники. - М.: Мир, 1989.
16. Степаненко микроэлектроники. - М.: Сов. радио, 1986.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. , Пасынков радиоэлектронной техники.- М.: Высш. шк.,1969.
2. Проводниковые материалы: Сборник /Под ред. . - М.: Энергия, 1970.
3. Преображенский материалы и элементы. - М.: Высш. шк.,1976.
4. Справочник по электротехническим материалам /Под ред. . Т. 1, 2, 3. - Л.: Энергоатомиздат, 1974, 1986.
5. Рычина . - М.: Сов. радио, 1976.
6. Волгов и узлы радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Энергия,1977.
7. Фролов и узлы. - М.: Высш. шк., 1975.
8. , Назаров и радиокомпоненты. - М.: Высш. шк.,1986.
9. , , Ващенко резисторы в электротехнике. - М.: Энергоатомиздат,1988.
10. Зайцев резисторы. - М.: Энергия,1974.
11. , Таиров полупроводниковых приборов. - М.: Высш. шк.,1984.
12. Агаханян микросхемы. - М.: Энергоатомиздат, 1983.
13. , Мочалкина и конструирование интегральных микросхем. - М.: Радио и связь,1983.
14. Готра микроэлектронных средств. - М.: Радио и связь,1991.
Утверждена
Министерством образования
Республики Беларусь
« 24 » июня 2001 г.
Регистрационный № ТД -168 / тип
Учебная программа для ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
ПО специальности«Радиотехнические системы»
Составитель:
- доцент кафедры сетей и устройств телекоммуникаций Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.
Рецензенты:
Кафедра терминальных устройств телекоммуникационных систем Высшего колледжа связи Республики Беларусь (протокол №3 от 01.01.01 г.);
- проректор по научной работе Минского государственного летно-технического колледжа, кандидат технических наук, профессор.
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиотехнических систем Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол от 5 октября 2000 г.);
Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.01 г.)
Согласована c:
Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования;
Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.
Пояснительная записка
Программа предназначена для использования в качестве типовой при преподавании курса «Электропитание радиоэлектронных средств» (ЭПРЭС) для студентов технических вузов, обучающихся по специальности«Радиотехнические системы». Объем дисциплины - 50 часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 34 часа, лабораторных работ –16 часов.
Цели преподавания дисциплины «Электропитание радиоэлектронных средств» (ЭПРЭС):
- изучить принципы построения, основы теории и методов расчета наиболее распространенных ЭПУ и систем электропитания;
- познакомиться с основами проектирования ЭПУ с учетом требований энергетической эффективности, высокой электрической и механической надежности, электромагнитной совместимости, комплексной миниатюризации;
- дать представление о перспективах использования в ЭПУ новых явлений и достижений современной функциональной электроники.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
- основные характеристики и способы использования силовых ЭПУ в аппаратуре различного назначения;
- структурные и функциональные схемы современных систем и устройств электропитания;
- принципы работы основных функциональных узлов ИВЭП;
- основы конструирования и современную элементную базу микроэлектронных источников электропитания;
уметь:
- составлять структурные схемы средств вторичного электропитания;
- выбирать тип источников первичного электропитания для электронных средств различного назначения;
- проводить электрические и тепловые расчеты силовых цепей выпрямителей переменного напряжения синусоидальной и прямоугольной формы, стабилизаторов напряжения и тока, преобразователей напряжения;
- разрабатывать трансформаторы, дроссели, сглаживающие фильтры;
- использовать микроэлектронные изделия в электропреобразовательных устройствах различной мощности;
- проводить испытания источников первичного и вторичного электропитания и измерения их характеристик.
Для успешного изучения дисциплины необходимо знание основ электротехники, принципа действия и характеристик электронных и ионных приборов.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Предмет и задачи дисциплины. Характеристика дисциплины как целостной системы знаний, охватывающей вопросы использования электрофизических явлений при построении силовых электропреобразовательных устройств, и прежде всего - источников вторичного электропитания (ИВЭП).
Структура и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами учебного плана, место курса в системе подготовки радиоинженеров.
Раздел 1. Принципы электропитания электронной аппаратуры различного назначения
Классификация источников питания: первичные и вторичные источники питания ((ПИП) и (ИВЭП)). Структурные схемы современных ИВЭП.
Принципы электроснабжения и электропитания радиоэлектронных средств различного назначения.
Раздел 2. Электромагнитные узлы электропреобразовательных устройств
Сетевые (силовые) трансформаторы. Электромагнитная схема трансформатора. Формула трансформаторной ЭДС. Уравнения равновесия электрических и магнитных воздействий в двухобмоточном трансформаторе.
Эквивалентные схемы и векторные диаграммы для трансформатора на холостом ходу и в рабочем режиме. Опыты холостого хода и короткого замыкания для экспериментальной оценки характеристик трансформатора.
Формула электромагнитной (габаритной) мощности трансформатора. КПД трансформатора и его внешняя характеристика.
Основы расчета и проектирования трансформаторов. Разновидности трансформаторов.
Электрические реакторы, их применение в устройствах электропитания. Дроссели, особенности их конструкции. Магнитные усилители (МУ): назначение, принцип действия, основные схемы, особенности конструкции и характеристики. Применение МУ в ИВЭП.
Раздел 3. Выпрямительные устройства
Принципы выпрямления переменного тока. Классификация схем выпрямления: однотактные, многотактные, для однофазной и многофазных сетей.
Анализ работы многофазного выпрямителя при активной нагрузке. Особенности работы многофазного выпрямителя на нагрузку индуктивного характера. Внешняя характеристика выпрямителя. Работа многофазного выпрямителя на нагрузку емкостного характера. Основы графоаналитического метода анализа и расчета такого выпрямителя.
Схемы выпрямителей для однофазной и трехфазной сетей переменного тока. Выпрямители с умножением напряжения.
Сглаживающие фильтры в цепях электропитания. Переходные процессы в ИВЭП. Активные сглаживающие фильтры.
Раздел 4. Стабилизаторы напряжения и тока
Назначение, классификация, структурные схемы. Качественные и энергетические характеристики. Проблема миниатюризации.
Параметрические стабилизаторы постоянного и переменного напряжения и тока: принцип действия, электрические схемы, характеристики, основные расчетные соотношения, область применения.
Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения и тока с непрерывным регулированием.
Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения и тока с импульсным регулированием. Выбор принципа управления (релейный, с ШИМ), частоты, вопросы электромагнитной совместимости импульсных стабилизаторов с другой аппаратурой. Компенсационные стабилизаторы напряжения и тока с двойным управлением. Комбинированные компенсационные стабилизаторы с непрерывно-импульсным регулированием.
Раздел 5. Системы электропитания радиокомплексов, предприятий радиосвязи, радиовещания и телевидения
Электропитание радиокомплексов, радиопередающих, радиоприемных и телевизионных центров: определение и классификация систем электропитания, требования, предъявляемые к ним, технические и эксплуатационные параметры. Типовые схемы электропитающих установок (ЭПУ).
Электропитание РРЛ: принципы организации электропитания, требования к электропитающим установкам, агрегаты бесперебойного питания.
Электропитание спутниковых и тропосферных систем передачи: принципы организации электропитания наземной аппаратуры, требования к электропитающим установкам.
Надежность и резервирование источников электропитания.
Раздел 6. Применение вычислительной техники (ВТ)
при проектировании устройств электропитания
Особенности использования ВТ при проектировании ЭПУ. Этапы проектирования. Разработка и обоснование технического задания на проектирование. Сущность системного подхода при разработке средств ЭП. Алгоритмы и программы расчета устройств ЭП (трансформаторов, выпрямителей, сглаживающих фильтров, преобразователей и стабилизаторов напряжения и тока).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные тенденции и направления развития современной электропреобразовательной техники, устройств и систем вторичного электропитания радиоэлектронных средств.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Исследование однофазного силового трансформатора.
2. Исследование трехфазного силового трансформатора.
3. Исследование магнитных усилителей.
4. Исследование выпрямительных устройств для однофазной сети переменного тока.
5. Исследование выпрямительных устройств для трехфазной сети переменного тока.
6. Исследование выпрямительных устройств с умножением напряжения.
7. Исследование управляемых выпрямителей.
8. Исследование пассивных и активных сглаживающих фильтров в цепях электропитания и напряжения.
9. Исследование параметрических стабилизаторов постоянного и переменного напряжения.
10. Исследование статических тиристорных преобразователей напряжения.
11. Исследование транзисторных компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения с непрерывным регулированием.
12. Исследование транзисторных компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения с импульсным регулированием.
13. Исследование промышленных устройств и установок электропитания.
Примечание: в выполнение работ целесообразно включать проведение предварительных расчетов ожидаемых результатов измерений и характеристик исследуемых устройств, определяемых по данным экспериментов.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. , , Шихин устройства: Учебник для вузов / Под ред. . - М.: Энергоиздат, 1981.
2. Иванов-Цыганов устройства радиосистем: Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984.
3. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов /, , и др.; Под ред. . - М.: Радио и связь, 1988.
4. , , Колканов источников электропитания устройств связи: Учеб. пособ. для высших учебных заведений. - М.: Радио и связь, 1993.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Сергеев функциональных узлов источников вторичного электропитания: Справочник. - М.: Радио и связь, 1992.
2. Источники электропитания РЭА: Справочник /, , и др. - М.: Радио и связь, 1985.
3. , Орехов автоматизированного проектирования источников вторичного электропитания. - М.: Радио и связь, 1985.
4. Моин транзисторные преобразователи. - М.: Энергоиздат, 1986.
5. Функциональные устройства систем электропитания наземной РЭА / , , ; Под ред. . - М.: Радио и связь, 1990.
6. , , Шалашова электропитающих установок систем передачи. - М.: Радио и связь, 1982.
7. Казаринов электропитающих установок проводной связи. - М.: Радио и связь, 1984.
СОДЕРЖАНИЕ
Радиотехнические цепи и сигналы………………………………….… 3
Электродинамика распространения радиоволн…………………….. 15
Сверхвысокочастотные и квантовые приборы……………………… 25
Теория вероятностей и случайных процессов………………………. 35
Радиоматериалы и радиодетали………………………………………. 43
Электропитание радиоэлектронных средств………………………… 51
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
