Электроника, электротехника и схемотехника

Методические материалы и рекомендации для выполнения курсового проекта по дисциплине ДС-137«Электроника, электротехника и схемотехника»

Тверь 2015
1.	
Методические материалы для выполнения курсового проекта
Порядок выбора варианта курсового проекта
Варианты заданий на курсовой проект определяются преподавателем на основе табл. 1. 								Таблица 1 
                    1. Задание №1. Устройство дешифрации кодов.
Таблица заданий

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	
Число входов устройства	
4	
5	
6	
7	
5	
6	
5	
Число выходов устройства	
16	
30	
64	
80	
30	
40	
32	
Марка ИМС дешифратора	К531
ИД14	К531
ИД14	К155
ИД3	К155
ИД3	К555
ИД4	К555
ИД4	К555
ИД7	

8	9	10	11	12	13	14	15	16	
6	4	6	6	7	5	5	6	6	
50	14	50	40	70	25	29	45	60	
К555
ИД7	К531
ИД14	К155
ИД3	К531
ИД14	К155
ИД3	К555
ИД4	К555
ИД7	К555
ИД14	К555
ИД7	

17	18	19	20	21	22	23	24	25	
8	7	8	6	7	7	8	7	8	
100	70	125	50	75	75	130	80	137	
К155
ИД3	К555
ИД4	К555
ИД4	К555
ИД6	К555
ИД6	К555
ИД4	К555
ИД4	К555
ИД6	К555
ИД6	

Содержание задания
1. Обоснование структурной и принципиальной схемы устройства дешифрации кодов.
2. Проектировочный расчет устройства дешифрации кодов.
3. Таблица дешифрации: входной код- соответствующий ему выход..
4. Расчет энергопотребления  и  времени задержки по одному каналу. 
5.Расчет источника питания.
6. Моделирование устройства дешифрации кодов и источника питания
7. Оценка степени совпадения результатов расчета и параметров модели.

Задание №2. Коммутатор параллельных кодов.
Таблица заданий 2

Варианты	1	2	3	4	5	6	7	8	
Число источников сигналов (слоев)	4	6	7	6	4	7	6	4	
Число разрядов в слове	8	8	8	7	7	7	5	9	

9	10	11	12	13	14	15	16	17	
8	9	8	10	9	10	8	9	9	
8	5	6	5	6	4	5	4	7	

18	19	20	21	22	23	24	25	
10	10	10	11	12	11	11	12	
7	5	6	7	5	5	6	6	

Содержание задания
1. Обоснование структурной и принципиальной схемы коммутатора параллельных  кодов.
2. Проектировочный расчет коммутатора параллельных  кодов.
3. Таблица коммутации адресный сигнал- источник слов:.
4. Расчет энергопотребления  и  времени задержки для одного слова. 
5.Расчет источника питания
6. Моделирование коммутатора параллельных  кодов и источника питания
6. Оценка степени совпадения результатов расчета и параметров модели.

Задание №3. Автогенератолр прямоугольных импульсов (ПИ) – делитель частоты (ДЧ) – формирователь пусковых импульсов – ждущий     генератор ПИ
Таблица заданий
Вариант	1	2	3	4	5	6	7	
Частота автогенератора, кГц	
400	
320	
600	
240	
900	
500	
256	
Период повторения пусковых импульсов, мс	
1	
1,5	
1,6	
2	
0,8	
1,2	
2,5	
Длительность импульса ждущего ГПИ, мкс	
5	
7,5	
6	
10	
12	
8,5	
11,5	

8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	
1024	128	250	100	800	75	300	80	150	200	
1,5	2,0	1,6	3,0	5	4	3,2	4,8	6,4	4,8	
4	3,5	12,5	4,5	11	3,0	4,8	6,4	5,5	3,8	

18	19	20	21	22	23	24	25	
160	40	120	192	450	360	350	700	
6,0	4,8	5	10	20	2,5	3,0	20	
7	20	6,5	18	15	7,7	14	16,5	

Содержание задания
1. Обоснование структурной и принципиальной схемы формирователя сигналов.
2. Программа расчета параметров формирователя сигналов.
3. Принципиальная электрическая схема формирователя сигналов 
4. Диаграммы напряжений всего устройства.
5. Расчет источника питания

6. Моделирование  формирователя сигналов и источника питания.
7. Оценка степени совпадения результатов расчета и параметров модели.

2.2.  Методические указания по выполнению задач курсовой работы.

	В заданиях составляются принципиальные электрические схемы устройств: с указанием номеров «ножек» (входов и выходов) ИМС и номеров корпусов ИМС: DDI, DD2 и т.д.

Задание № 1. Устройство дешифрации кодов.
Целью задачи является синтез устройства дешифрации кодов двоичных чисел, имеющего «к» входов и «l» выходов, используя стандартные промышленные ИМС, у которых m<k входов и m<l выходов. Например, на основе стандартных ИМС с m=3 входов и п=8 выходов синтезировать устройство на к=6 входов (для дешифрации шестиразрядных двоичных чисел) и l=64 выхода.
Вначале следует изучить свойства ИМС дешифратора, марка которого указана в задании и который описан в справочнике /1/: определить число входов и выходов ИМС, написать уравнение каналов дешифратора, нарисовать его структурно-логическую схему. Это нужно для закрепления теоретического материала по теме «Цифровые электронные устройства», для дальнейшего синтеза устройства дешифрации и для расчета энергопотребления всего устройства и временной задержки передачи сигнала по одному каналу.
Синтезируется двухступенчатое устройство. Первая ступень - управляющий дешифратор, вторая ступень - дешифраторы. На вторую ступень подаются младшие разряды входного кода (двоичного числа), на первую ступень - остальные старшие разряды кода. Суть работы устройства дешифрации проста - старшие разряды, подаваемые на управляющий дешифратор, определяют, где на его входе появляется выходной сигнал, который разрешает работу одного из дешифраторов второй ступени. Этот же дешифратор, работающий с младшими разрядами кода, определяет, на каком его выходе (а значит, на каком выходе устройства дешифрации) появляется результирующий выходной сигнал, который есть распознавание входного двоичного числа.
	Расчет энергопотребления устройства дешифрации состоит в следующем:
1. По структурно-логической схеме (или уравнениям каналов) стандартного дешифратора, марка которого указана в задании, определяется число логических элементов (НЕ, И-НЕ, и т.д.), входящих в состав стандартного дешифратора - обозначим его символом N. Затем по приложению 1 определяем среднюю потребляемую мощность одним элементом Pпотер. считая, что она одинакова для логических элементов, выполняющих разные логические действия (НЕ, И-НЕ, и т.д.). Следовательно, энергопотребление (т.е. энергетическая мощность постоянного тока) одного дешифратора равно:
РI = NРпот ср ,
оно зависит от числа элементов N и средней потребляемой мощности логического элемента заданной серии (марки). Так, если N=20, серия стандартного дешифратора К531, для элементов которой Рпот ср =2010–3 Вт=20мВт (согласно таблице электрических параметров приложения П1), то PI =400мВт.
2. По электрической принципиальной (либо структурно-логической) схеме устройства дешифрации определяем общее число стандартных дешифраторов, входящих в его состав – обозначим его символом М. Следовательно, общее энергопотребление всего устройства дешифрации равно:
Робщ=МРI(Вт).
Расчет времени задержки передачи сигнала по одному каналу (выходу) определяется следующим образом:
1.	По структурно-логической схеме стандартного дешифратора определяются, какие логические элементы участвуют в распознавании одного (любого) слова (т.е. одного двоичного числа): слова 0000, либо 1000, либо 1010 и т.д. Так, например, в схеме рис.1, работы участвуют следующие элементы: инверторы НЕ (одновременно), один из элементов 2И: всего К=2 элемента.

&

&

&

&

1

1

y0 =x2 x1

y1 =x2 x1

y2 =x2 x1

y3 =x2 x1

x1

x2

Рис.1. Схема полного дешифратора 2х4
2.Если это число равно К, то задержка передачи сигнала стандартным дешифраторам равна:
tзад1 =Кtзадср,
где средняя величина временной задержки элемента равна:
tзад ср = 0,5(tзадр0,1+tзад р1,0).
     Заметим, что данные, указанные в скобках правой части формулы, определяются по таблице приложения 1.
2. Так как устройство дешифрации двухступенчатое (о чем говорилось выше), то общее время задержки передачи сигнала по одному каналу (т.е. в случае распознавания одного входного слова устройства дешифрации) приближенно равно:
tзад кан=2tзад1

Задание № 2. Коммутатор параллельных кодов
	По заданию коммутатор получает на вход заданное число слов – двоичных чисел (например, 4 слова), каждое из которых состоит из заданного числа разрядов (например, 8 разрядов). Следовательно, на вход коммутатора подается четыре восьмиразрядных двоичных числа. Общее число входных бит (входных проводов) равно произведению этих чисел (в нашем примере оно равно 4ּ8=32). Для выбора одного из четырех слов и передачи его на выход коммутатора также требуется использовать:
K=log24=2
адресных сигнала A2AI (наборы адресных сигналов: 00, 01, 10 и 11).
	Правило синтеза коммутатора параллельных слов на стандартных промышленных ИМС мультиплексоров заключается в следующем:
	1.Определяется число адресных сигналов коммутатора и, следовательно, стандартного мультиплексора:
K=[1og2n],
где п – число входных слов коммутатора по заданию, квадратные скобки означают – взять ближайшее большее целое число.
	2. Выбирается из справочника /1/ ИМС мультиплексора, имеющего К адресных входов (сигналов) и число информационных входов, не меньшее заданного числа слов п.
	3. Для коммутатора следует использовать столько стандартных ИМС мультиплексоров, сколько разрядов в слове по заданию.
	4. Оформляется принципиальная электрическая схема коммутатора, но с указанием номеров «ножек» (входов и выходов) ИМС и номеров корпусов самих ИМС: DDI, DD2 и т.д., что требуется для составления таблицы перечня элементов.
	Для расчета энергопотребления устройства следует вначале внимательно изучить свойства выбранной ИМС мультиплексора: принцип работы, таблицу истинности, логическое уравнение, составить структурно-логическую схему мультиплексора, что нужно для закрепления теоретического материала. После этого расчет энергопотребления нужно выполнить как в задании № 1.
	Расчет времени задержки – для передачи одного слова со входа коммутатора на выход – производится аналогично тому, как изложено в задании № 1, но только для одной ИМС мультиплексора с помощью его структурно-логической схемы, так как все ИМС работают во времени одновременно (параллельно). Считается, что входные слова и (пробирующие сигналы поданы на устройства заранее, а искомая задержка определяется относительно момента подачи адресных сигналов.

Задание № 3. Автогенератор прямоугольных импульсов (ПИ) - делитель частоты – формирователь пусковых импульсов — ждущий генератор ПИ. 3.1. Расчет автогенератора ПИ с одним конденсатором.
Структурная схема автогенератора показана на рис. 2.

1

1

1

Uвых1

Uвых2

R1

C1

	           	    	

											

Рис 2. Структурная схема автогенератора ПИ с одним конденсатором.

Оба логических элемента - инверторы (выполняют логическую функцию НЕ, например, K555JIH1). Известными способами инверторы получают из логических элементов И-НЕ либо ИЛИ-НЕ.
Вначале по заданной частоте автогенератора нужно определить период колебаний, затем записать «Исходные данные для расчета».
	1. Период автоколебаний: Т, в секундах.
	2. Длительность импульса на первом выходе автогенератора: 
tи1 = 0,3...0,4Т, в секундах.
	3. Длительность фронта первого импульса:
tф1 ≤ 0,1tи1, в секундах.
	4. Длительность импульса на втором выходе автогенератора: 
tи2 = Т – tи1, в    секундах.
	5. Амплитуда импульсов на обоих выходах автогенератора: 
Uвых, В≥2,4В
	6. Монтажная нагрузочная емкость: 
Сн=15...50 пФ

Порядок расчета
1.	По значению длительности фронта первого импульса tф1( в наносекундах - нс) выбираем серию ИМС логических элементов НЕ, И-НЕ, либо ИЛИ-НЕ (Приложение 2).
При tф1= 10...20 нс – серии 530, К555,
При tф1= 20...40 нс – серии 130, К131 и ранее названные,
При tф1=40...100 нс – серии 133, К155 и ранее названные,
При tф1= 100...500 нс – серии 134, К158 и ранее названные.
Затем выписываем электрические параметры ИМС по приложению П1
2.	Определяем значение средней временной задержки логического элемента:
tзадер = 0,5(tзад 0,1 + tзад 1,0)
и длительности фронта импульсов автогенератора: 
     Сравниваем полученное и заданное значения так, чтобы выполнялось условие: tф< tф1.  Если условие не выполняется, следует выбрать другую серию ИМС (с меньшими задержками) либо уменьшить значение монтажной нагрузочной емкости.
3.	Определяем величину входного сопротивления логического нуля   выбранных ИМС:         

где Е=5В – напряжение питания ИМС, Iвх0 - справочное значение входного тока логического нуля. Затем определяем сопротивление навесного резистора автогенератора:
 ,

где Uпор=Г.5В.
     Далее из ряда номиналов резисторов и конденсаторов Е24, приведенного в приложении 1, выбираем номинал резистора R1 с учетом полученной расчетной величины. Следует помнить, что минимальное значение номинала этого резистора, определяемого из условия самовозбуждения автогенератора, равно 200
Ом.
4. Определяем величины скачков по фронтам импульсов:

– первого импульса

- второго импульса.
Здесь гд=100 Ом - сопротивление открытого диода, встроенного в ИМС. Проверяем выполнение условия: обе величины должны быть больше заданной амплитуды Uвых=2,4B, в противном случае выбираем больший номинал резистора R.
5. Находим промежуточную расчетную величину:

А затем емкость конденсатора:

	Далее выбираем емкость из ряда номиналов, о котором говорилось в 3-м пункте.
6. Проверяем правильность выбора резистора R1 и конденсатора С1: 
1) Находим время разряда С1 через выходную цепь элемента в состоянии «0» (Rвых0=30 Ом) и открытый встроенный диод (rд=100 Ом):

2) Определяем время, отводимое для перезаряда Ct входными и выходными токами первого логического элемента автогенератора:

3)	Находим реальное время, необходимое для перезаряда С1 указанными токами:

где эквивалентная постоянная времени перезаряда равна:

напряжение открывания диода Uдо=0,6В 
4) Сравниваем величины z и у - они должны отличаться в пределах 10%: 

	В том случае, когда это различие больше указанного, возможны два пути оптимизации:
		а)	Изменение величины сопротивления R1, номинал которого лежит в пределах: 200 Ом – рассчитанная в пункте 3 величина. При этом не изменяем значения длительностей импульсов, на выходах автогенератора.
		б)	Изменение величин длительностей импульсов tи1 и tи2 – при условии, что их сумма строго равна основной для генератора величине – периоду автоколебаний Т.
	Изменив величину сопротивления R1, следует заново произвести расчеты по пунктам 4...6, а изменив длительности импульсов – по пунктам 5...6.
	Так, если нужно, например, уменьшить величину z (по сравнению с величиной у), можно увеличить время t1 (см. пункт 6.1) за счет роста емкости C1 (а это возможно только вначале при уменьшении сопротивления R1). Так же можно уменьшить z за счет уменьшения исходного значения длительности первого импульса tи1.
	В том случае, если нужно уменьшить величину у (по сравнению с величиной z), следует уменьшить емкость конденсатора С1 что достигается вначале выбором большего номинала сопротивления R1.

3.2 Расчет делителя частоты

Вначале следует рассчитать коэффициент деления частоты:

где соответственно указаны частота автогенератора (в герцах) и период повторения пусковых импульсов (в секундах).

После этого нужно разбить КДЧ на простые сомножители:

здесь К1, К2, ..., Кn - коэффициенты деления частоты каскадов делителя частоты, в роли которых выступают нижеперечисленные ИМС счетчиков:

К555ИЕ2: Кi=10, либо Кi=5, 
К155ИЕ4: Кi=12, либо Кi,=6, 
К555ИЕ5: Кi=16, либо Кi=8, либо Кi=4.

После этого составляется схема ДЧ, соединяя каскадно выбранные ИМС счетчиков. Следует обязательно управляющие входы ИМС счетчиков соединить на общий провод для совместного управления всеми ИМС делителя частоты.
	Диаграмма выходного сигнала ДЧ представляет собой последовательность прямоугольных импульсов, период повторения которых равен периоду пусковых импульсов. При этом следует учесть следующее:

1)	после появления сигнала «Разрешение» вначале формируется пауза между   импульсами определенной длительности, а затем импульс.

2)	длительность импульса есть часть периода повторения импульсов и зависит от   ИМС последнего каскада ДЧ:
                           для К555ИЕ2 - 0,2 Tпуск
                           для К155ИЕ4 - 0,5 Tпуск
                           для К555ИЕ5 - 0,5 Tпуск
Вышесказанное приведено на рис.3.

Uз-р

Тпуск

Тпуск

  0,2Тпуск

  0,5Тпуск

(для 155ИЕ4 и К555ИЕ5)

(для К55ИЕ2)

Uвых дч

Uвых дч

                               запрет         разрешение
		t

                                                                                                       t

		t
	Тпуск	Тпуск

                                         Тпуск

Рис.3. Диаграммы напряжений сигнала «запрет - разрешение» и выходных сигналов ДЧ, использующих в последнем каскаде указанные ИМС счетчиков.

3.3. Расчет формирователя коротких пусковых импульсов.

Структурная схема формирователя коротких пусковых импульсов показана на рис.4.

R3

R2

&

1

C2

Uвых(t) 

Uвх(t) 

1

&

			

Рис.4. Структурная схема формирователя коротких пусковых импульсов.

Первый логический элемент – инвертор, второй – выполняет логическую функцию 2И. 
Диаграмма напряжений формирователя приведена на рис.5.

		

Uвх(t)-Uвых дч(t)

tи вх

t

Тпуск

Uвых (t)

tи вых

t

 Рис.5. Диаграмма напряжений формирователя коротких импульсов.

     Для запуска ждущего генератора импульсов требуются короткие пусковые импульсы, длительность которых не меньше, чем (3...5) tзад ср, рассчитанной в пункте 6.5.1. Можно принять, что длительность выходных импульсов формирователя коротких импульсов лежит в пределах 0,5..1,0 мкс.

Исходные данные для расчета
1. Длительность выходного импульса: tи вых, в секундах.
2. Длительность	входного импульса: tи вх, в секундах.
3. Период повторения выходных импульсов: Твх, в секундах.
Примечание: данные по п.п. 2 и 3 дают расчет делителя частоты, (п.3.2), в частности Твх = Тпуск, длительность входного импульса – см. рис.5.

Порядок расчета:
1. Определяем требуемую длительность фронта выходных (пусковых) импульсов:

после чего выбираем серию ИМС формирователя, как в п.1 расчета автогенератора, выписываем электрические параметры ИМС.
2. Определяем сопротивление резистора R2, подключенного к входу первого элемента формирователя – как в п.3 расчета автогенератора. Выбираем номинал резистора из ряда Е24.
3. Определяем сопротивление резистора R3, подключенного к выходу первого элемента по формуле п.3 расчета автогенератора, заменив в ней Unop на

4.  Определяем емкость конденсатора 	

где 

Выбираем номинал резистора из ряда Е24.
4.	Определяем время восстановления напряжения на конденсаторе:

Проверяем выполнение условия восстановления:

3.4. Расчет ждущего генератора ГПИ

Структурная схема ждущего генератора ПИ приведена на рис.6

&

1

Uпуск(t) 

Uвых(t) 

C3

R4 

1

R5

Рис.6. Структурная схема ждущего генератора ПИ

Элементы: дополнительный (Д) и второй - инверторы, элемент 1 выполняет функцию 2И-НЕ.
     Диаграмма напряжений ждущего генератора ПИ показана на рис.7.

Uпуск(t)

Uвых(t) 

Тпуск = Твх

tи вых 

Uмакс 

t

t

                   Рис.7. Диаграмма напряжений ждущего генератора ПИ.

     Этот генератор под воздействием короткого пускового импульса формирует ПИ с длительностью, указанной в таблице заданий в соответствии с вариантом задания.
Исходные данные для расчета:
1 .Период повторения пусковых импульсов: Твх, в секундах.
длительность выходных импульсов: tи вых, в секундах.
Амплитуда	выходных импульсов: Uвых  ≥ 2,4В.

Порядок расчета:

1.	Как в п.1 расчета формирователя коротких импульсов.
2.	Определяем сопротивления резисторов R4 и R5, подключенных к входам логических элементов генератора – как в п.3 расчета автогенератора. Выбираем номинал этих резисторов (R4= R5).
3.	Определяем постоянное смещение на входах логических элементов:

4.	Рассчитываем амплитуду выходного импульса:

Проверяем выполнение условия Uвф ≥ 2,4В
5.	Находим значение промежуточной величины:

6.	Находим емкость конденсатора:

выбираем емкость из ряда номиналов Е24 (Приложение 1)
7.	Определяем время восстановления напряжения на конденсаторе: 

где   
  
Проверяем выполнение условия: 

3.5. Оформление задачи №3
	1. Вначале следует привести расчеты каскадов устройства: автогенератора, делителя частоты (с диаграммой напряжений), формирователя пусковых импульсов и ждущего генератора: название расчета, исходные данные и порядок расчета. Пример:
Расчет автогенератора.
Исходные данные:
1. Период автоколебаний:
Т=2010–6   в секундах, и т.д. 
Порядок расчета:
1.При tф1=30нс выбираю ЛЭ марки K555ЛH1. Электрические параметры ЛЭ:...
Примечание: в каждом пункте расчета сначала приводится формула, затем после знака равенства записываются величины, используемые в расчете, в системе единиц СИ (в секундах, герцах, вольтах, Омах, фарадах и т.д.), а затем результат расчёта:

Выбираю номинал из ряда Е24: С=6,2ּ10–9   Ф=6,2 нФ
2. После расчетов приводится схема всего устройства: автогенератор – делитель
частоты – формирователь пусковых импульсов – ждущий генератор ПИ и перечень элементов схемы. Таблица перечня элементов приведена ниже.

Таблица перечня элементов

Позиц.обознач.	Наименование	Количество	Примечание	
DD1

R1	ИМС К555ЛН1
…
Резистор 1,0 кОм	1

1		

3. Затем приводится диаграмма напряжений всего устройства: сигнал «запрет –разрешение», выходной сигнал делителя чистоты (рис.2), выходной сигнал формирователя выходных импульсов (рис.5) и выходной сигнал ждущего генератора ПИ (рис.7). Диаграмма выполняется в едином масштабе времени.
2.	Методические рекомендации для выполнения курсового проекта 
2.1. Общие указания
Процесс курсового проектирования устройства складывается из нескольких этапов, основными из которых являются:
•	подбор и изучение литературы;
•	предварительный расчет устройства и составление его структурной схемы;
•	обоснование и расчет принципиальной схемы устройства;
•	определение задач, решаемых на ЭВМ, составление блок-схем расчетов;
•	расчеты на ЭВМ; 
•	оформление работы;
•	защита курсовой работы.

2.2. Подбор и изучение литературы
Литературу, которая может использоваться при написании курсового проекта, можно представить следующими источниками информации:
1.	Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Петербург, 2008.
2.	Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Том 5. М: ИП РадиоСофт, 1999.
3.	Новиков Ю.Н. Электротехника и электроника. Спб: Юрайт, 2012. 
4.	Электроника. Учебное пособие. Савёлов Н.С., Лачин.В.И.-Ростов н/Д: изд-во «Феникс»,2010.
5.Аванесян Г.Р.,Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ,ТТЛШ: Справочник. М.: Машиностроение,1993.
6. Аналоговая и цифровая электроника. Учебник для ВУЗов/ Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И.Гуров ; П од ред Глудкина. –М: Горячая линия –Телеком, 2000.
7.Электронные приборы, микроэлектроника и элементы электронной техники: Учебник.- М.: Воениздат, 1997.
8.Электронные устройства вооружения и военной техники Войск ПВО: Учебник / Под ред. Н.Е. Жорова. – Харьков: ВИРТА ПВО, 1990.
Кроме того подбор и изучение  литературы предполагает самостоятельный поиск источников информации по тематике курсового проекта. Такой подход позволяет приучить курсантов к самостоятельности при работе с источниками научной информации, научить правильно проводить анализ информации по тематике курсового проекта.		

2.3.	Предварительный расчет устройства и обоснование структурной схемы каскада
Целью предварительного расчета является ориентировочное определение состава схемы и ожидаемых ее характеристик, а также выработка требований и исходных данных к отдельным  устройствам. Предварительный расчет проектируемого устройства следует начинать с определении возможного состава схемы выделив наиболее крупные узлы проектируемого устройства и определить функциональные связи между этими устройствами. На основе этой информации может быть составлена функциональная схема проектируемого устройства.
2.4.	Выбор типов и параметров  электрорадиоэлементов
Выбор типов и параметров  электрорадиоэлементов должен проводиться с учетом исходных  данных  на проектировочный расчет , а также условий функционирования устройства. Особенно тщательно необходимо подходить к подбору радиокомпонентов: резисторов и конденсаторов. При выборе резисторов необходимо учитывать допустимое отклонение сопротивления и рассеиваемую мощность, а при выборе конденсаторов, допуск и номинальное напряжение.
2.5. Обоснование принципиальной схемы устройства и электрический расчет принципиальной схемы
Обоснование принципиальной схемы устройства заключается в выборе принципиальных схем, элементов устройства и соединений между ними. Выбор принципиальной схемы и каждого элемента производится на основе сравнительной оценки вариантов типовых элементов.
После выбора принципиальной схемы производится ее электрический расчет. Электрический расчет заключается в определении типа интегральных  микросхем используемых для проектировочного расчета, а также типа номиналов дискретных элементов (резисторов, конденсаторов).
Расчет элементов устройства производится в соответствии с методикой, приведенной в рекомендуемой литературе.
Следует отметить, что электрический расчет часто имеет итерационный характер. После выполнения части расчетов возникает необходимость повторить предыдущие вычисления для улучшения режима работы устройства. 
2.6. Определение задач, решаемых на ЭВМ и  расчеты на ЭВМ
Часть работы должна быть выполнена на ЭВМ. Задача, выносящаяся на проектирование с помощью ЭВМ, выбирается самостоятельно и согласовывается с преподавателем. Не допускается использовать ЭВМ для тривиальных расчетов.
При этом настоятельно рекомендуется выполнить следующие требования:
1. Расчетная часть курсового проекта должна быть выполнена в среде математического проектирования  MathCad или с использованием приложения Microsoft Office – Excell.
2. Проверочный расчет спроектированного  устройства проводиться с использованием среды схемотехнического моделирования Electronics Workbench.
3. Тестовая часть пояснительной записки должна быть выполнена с использованием  приложения Microsoft Office – Word.
4. Графическая часть  пояснительной записки (принципиальную  схему  и перечень элементов) должны быть выполнены с использованием программы Splan.
2.7. Оформление курсового проекта
2.7.1. Оформление пояснительной записки
Курсовой проект представляется на рецензию в виде пояснительной записки объемом до 25...30 страниц текста  напечатанного на одной стороне стандартной писчей бумаги (формат А4), электрической схемы, выполненной на листе формата А4 по ГОСТ 2.301-68 с рамкой, основной надписью.
	Содержание пояснительной записки определяется заданием на проектирование. Обязательным элементом, без которого не возможно представить на проверку и защиту пояснительную записку являются расчеты выполненные на ПЭВМ и результаты  моделирования на ПЭВМ (схема собранная в среде схемотехнического моделирования «Electronics Workbench» с параметрами близкими к рассчитанным в результате расчета.
Содержание пояснительной записки должно отражать следующую структуру:
Задание на курсовое проектирование ……………………………………………
Содержание ……………………………………………………………………………
1. Введение  …..………………………………………………………………………...
2. Обоснование структурной схемы усилительного каскада ………………….
2. Электрический расчет ……………	…………………………
3. Проверочный расчет параметров устройства 	…………………………
Литература	…………………………
Схема принципиальная электрическая	…………………………
Введение должно содержать обзор  по теме курсового проектирования видов, областей применения и задач, решаемых с их помощью. Введение должно содержать классификацию устройств, сжатое изложение принципов их действия. Кроме того,  введение должно содержать постановку задачи проектировочного расчета с  исходными данными и требованиями к проектируемому устройству.  Средний объем введения 2-4 страницы. После  написания введения приступают к обоснованию структурной схемы каскада.
Предварительный расчет каскада и обоснование  структурной схемы проводится согласно п.2.3. данных  методических  рекомендаций и должно отражать все рекомендации и требования данного пункта.
Электрический расчет составляет основную часть курсового проектирования и должен отражать основные пункты методики расчета и полученные значения величин. 
При проведении электрических расчетов необходимо представить результаты промежуточных расчетов, а также значения используемых констант и переменных, которые использовались при расчетах. 
Правильность математического расчета проектируемого устройства должна быть подтверждена программой, разработанной в среде математического программирования Mathcad. Использование данной программы для расчета обусловлена простотой ее освоения и большими возможностями при проведении расчетов.
В этом разделе должны быть приведены результаты моделирования проектируемого устройства на ЭВМ. Эти результаты должны содержать модель схемы и полученные по результатам моделирования параметры, которые можно определить. Вид представления результатов  графический в виде рисунков. 

2.7.2. Оформление принципиальной электрической схемы
На принципиальной схеме изображают все электрические элементы, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов и все электрические связи между ними, а также электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи.
Чтобы правильно начертить принципиальную электрическую схему необходимо руководствоваться следующими требованиями:
1.	 Все элементы устройства на схеме изображаются в виде условных графических обозначений, установленных в стандартах.
2.	 Условные графические обозначения изображают в размерах, установленных в ГОСТ.
3.	 Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков, иметь наименьшее количество изломов и пересечений. Расстояние между соседними параллельными линиями связи должны быть не менее 3 мм.
4.	 Графические обозначения элементов следует выполнять линиями той же толщины, что и линии связи. Рекомендуемая толщина линий 0,3-0,4 мм.	
5.	 В узлах электрической связи необходимо показать точки в виде зачерненных кружков. Важно отчетливо показать точки в местах пересечения линий. 
6.	 Входы устройства следует располагать на схеме слева, а выходы -справа.
7.	 Вычерчивая схему, следует предусмотреть около условных обозначений элементов место для записи их позиционных обозначений. Порядковые номера присваиваются в соответствии с последовательностью расположения элементов на схеме сверху вниз в направлении слева направо. Позиционные обозначения проставляют с правой стороны или над условными графическими обозначениями элементов.
8.Около условных графических обозначений элементов допускаются указывать номиналы резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности. Если для принципиальной схемы разработан перечень элементов, то дополнительную информацию на схеме не помещают.
Первый (заглавный) после титульного лист должен иметь рамку и основную надпись, выполненную по форме 2 из ГОСТ 2.104-68 (рис. 1).

Разраб

Провер.

Утвер.

Лит.

Лист

Листов

Н.контр.ер.

Изм.

Кол.

№ докум.

Подп.

Дата

Рис. 1. Основная надпись заглавного листа

Все последующие листы пояснительной записки (исключая находящиеся в приложениях самостоятельные документы) должны иметь рамки и основные надписи, выполненные по форме 2а (рис.2).

Лист

Изм.

Кол.

№ докум.

Подп.

Дата

Рис. 2. Основная надпись последующих листов пояснительной записки

При вычерчивании схем, насыщенных условными графическими обозначениями, разрешается все обозначения пропорционально уменьшать.
Характеристики входных и выходных цепей разрабатываемого устройства, а также адреса внешних подключений, рекомендуется записывать в таблицы, помещенные взамен условных графических обозначений входных и выходных элементов - разъемов, плат и т.д. (рис. 3).

№ конт.

Цепь

UП=10В

1

Корпус

3

Х3

Uвх=10В

2

8

30

15

Рис. 3. Порядок оформления  характеристик входных и выходных цепей 

На принципиальной схеме должны быть однозначно определены все элементы, входящие в состав изделия и изображенные на схеме.
При выполнении принципиальной с помощью программы sРlan 6.02 задача во многом упрощается. Обширная библиотека компонентов выполненных по ГОСТ, штампы основных надписей для различных  форматов и многие другие возможности значительно сокращают  время на выполнение принципиальной схемы проектируемого устройства. Программа проста в освоении и не требует значительных  навыков работы на ПЭВМ.
2.7.3. Оформление перечня элементов
Данные об элементах, изображенных на схеме, должны быть записаны в перечень элементов. При этом связь перечня с условными графическими обозначениями элементов осуществляется через позиционные обозначения.
Перечень элементов в виде самостоятельного документа выполняют на формате А4. Перечень элементов оформляют в виде таблицы (рис. 4).

Зона

Поз. обоз-начение

Наименование

Кол.

Примечание

15

110

10

20

8

8 min

185

Рис. 4. Размеры основных разделов перечня элементов

Расстояние между перечнем элементов и основной надписью должно быть не менее 12 мм.
Элементы в перечень записывают группами в алфавитном порядке буквенных позиционных обозначений.
В пределах каждой группы, имеющей одинаковые буквенные позиционные обозначения, элементы располагают до возрастанию порядковых номеров.
Элементы одного типа с одинаковыми электрическими параметрами, имеющие на схеме последовательные порядковые номера, допускается записывать в перечень в одну строку. 
При записи элементов, имеющих одинаковую первую часть позиционных обозначений, допускается:
•	записывать наименование элементов в графе "Наименование" в виде общего наименования (заголовка) один раз на каждом листе перечня; 
•	записывать в общем наименовании (заголовке) обозначение документов, на основании которых эти элементы применены.
Запись элементов, входящих в каждое устройство (функциональную группу), начинают с соответствующего заголовка. Заголовок записывают в графе "Наименование" и подчеркивают.
Если в изделии имеются элементы, не входящие в устройства (функциональные группы), то при заполнении перечня вначале записывают эти элементы без заголовка.
2.8. Защита курсового проекта
	Защита курсовых проектов организуется начальником кафедры и проводится в сроки, установленные расписанием занятий.
	Курсант защищает свой проект перед комиссией из двух-трех преподавателей. В комиссию всегда входит руководитель проекта и лектор, ведущий дисциплину. 
	При защите проекта курсант приобретает навыки в обосновании принимаемых решений, что положительно сказывается при защите дипломного проекта и его дальнейшей инженерной и научной деятельности.
Готовый проект курсант сдает на проверку руководителю не менее, чем за 5 дней до защиты. Руководитель в течение 1-2 дней проверяет проект и возвращает его курсанту с замечаниями или подписанным, если проект допущен к защите.
Руководитель должен проверить:
•	соответствие расчетно-пояснительной записки и графического материала заданию на проектирование;
•	выполнение требований ГОСТа и ЕСКД;
•	правильность принятых решений, обоснования схем и проведения расчетов.
Если проект имеет существенные ошибки и недоделки, он возвращается исполнителю на доработку.
Курсант, не предъявивший проект в установленный срок, к защите не допускается и считается имеющим задолженность.
Защита курсового проекта состоит из короткого доклада (5 мин) по содержанию выполненной работы, ответа на вопросы членов комиссии и получении оценки за проект. Доклад по курсовому проекту должен быть выполнен в виде презентации, выполненной с помощью  приложения «Power Point».
В докладе должны быть изложены:
•	тема проекта и постановка задачи;
•	состав принципиальной схемы проектируемого устройства с анализом технических требований к нему;
•	методика и результаты проведенных расчетов;
•	возможные области применения спроектированного устройства;
•	выводы по работе.
По результатам защиты проекта выставляется дифференцированная оценка, которая записывается в ведомость и зачетную книжку. В зачетную книжку записывается название темы курсового проекта.
При выставлении оценки за курсовой проект учитываются:
•	научно-технический уровень проекта, глубина обоснования принятых решений, правильность расчетов;
•	правильность, логичность и полнота доклада и ответов на вопросы при защите проекта;
•	качество выполнения расчетно-пояснительной записки и графических материалов;
•	соответствие терминов, обозначений, графических работ требованиям ГОСТ;
•	степень самостоятельности курсанта при выполнении проекта;
•	наличие и объем экспериментальных исследований и моделирование на ЭВМ.
В случае получения курсантом неудовлетворительной оценки назначается повторная защита. 
Курсовые проекты после защиты сдаются на кафедру, где хранятся до окончания обучения обучающегося.
Проекты, связанные с военно-научной работой кафедры, выдаются курсантам для продолжения исследований при дипломном проектировании.

Литература
1.	Нефедов А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Том 5. М: ИП РадиоСофт, 1999.
2.	Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П.,Гуров А.И.. Аналоговая и цифровая  электроника (Полный курс). Учебник для вузов. Под ред. О.П. Глудкина. М: Горячая линия- Телеком, 2000.
3.	Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Петербург, 2008.
4.	Аванесян Г.Р.,Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ,ТТЛШ: Справочник. М.: Машиностроение,1993
5.	Новиков Ю.Н. Электротехника и электроника. Спб: Юрайт, 2012. 
6.	Электроника. Учебное пособие. Савёлов Н.С., Лачин.В.И.-Ростов н/Д: изд-во «Феникс»,2010.
7.	Аналоговая и цифровая электроника. Учебник для ВУЗов/ Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И.Гуров ; Под ред Глудкина. –М: Горячая линия –Телеком, 2000.
8.	Электронные приборы, микроэлектроника и элементы электронной техники: Учебник.- М.: Воениздат, 1997.
9.	Электронные устройства вооружения и военной техники Войск ПВО: Учебник / Под ред. Н.Е. Жорова. – Харьков: ВИРТА ПВО, 1990. 
10.	Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBМ PC: Программа Electronics Workbench и ее применение. - М.: Солон-Р, 1999.

Приложение 1
Ряд номиналов резисторов и конденсаторов Е24, выпускаемых 
промышленностью 

Ряд номиналов Е24 промышленно - изготовляемых элементов: 1; 1,1; 1,2; 1,3; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,3; 4,7; 5,1; 5,6; . 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1.
Приведенные числа – сопротивления резисторов в Омах и ёмкостей конденсаторов в пикофарадах. В соответствии с рядом Е24 промышленность выпускает резисторы и конденсаторы указанных номиналов и номиналов, больших указанных в 10, 100,1000, ..., 1000000 раз. Так, например, промышленность выпускает резисторы сопротивлением от 1,5 Ома до 1,5 Мом, конденсаторы с ёмкостью 4,7 пФ до 4,7 мкФ. Точность изготовления элементов в пределах: номинал минус 10% номинала – номинал плюс 10% номинала (погрешность ± 10% номинала).
В электрических расчетах сопротивлений резисторов и ёмкостей конденсаторов получаются числа, отличающиеся от номиналов ряда Е24. Далее следует выбрать промышленно – изготовляемый элемент, взяв его номинал по принципу – ближайшее меньшее число или ближайшее большее число. Так, если расчет дал число 4,8, выбираем 4,7, а если дал число 5,0, выбираем 5,1. Помните, что именно выбранное число используется в дальнейших расчетах, а не число, полученное в расчете.

Приложение 2
Электрические параметры ИМС разных серий (приложение П1).
                       
Параметр	134,К158	133,К155	130,К131	530,К531	533,К555	
, мА	0,18	1,6	2,5	1,8	0,175	
, мкА	12	40	70	50	60	
, кОм	0,8	0,4	0,3	0,3	0,3	
, Ом	30	30	30	30	30	
, мВт	2	22	40	20	10	
, нс	100	22	10	10	7,5	
, мА	100	15	10	10	7,5