Рабочая программа - Санкт-Петербургский государственный

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М. А. Бонч-Бруевича»
Кафедра Теории электрических цепей_______________________________
(полное наименование кафедры)
УТВЕРЖДАЮ
Первый проректор - проректор по учебной работе
_______________ /Г.М. Машков/
«___» _______________ 20___г.
Регистрационный № ________
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Теория электрических цепей
(наименование дисциплины)
основная профессиональная образовательная программа:
210700 Инфокоммуникационные технологии и системы связи
(код и наименование направления подготовки /специальности/)
квалификация __Бакалавр____________________________
профиль __Системы радиосвязи и радиодоступа_______________________
профиль __Цифровое телерадиовещание_______________________
профиль __Системы мобильной связи_______________________
Санкт-Петербург
20 ___
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М. А. Бонч-Бруевича»
Кафедра Теории электрических цепей_______________________________
(полное наименование кафедры)
УТВЕРЖДАЮ
Первый проректор - проректор по учебной работе
_______________ /Г.М. Машков/
«___» _______________ 20___г.
Регистрационный № ________
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Теория электрических цепей
(наименование дисциплины)
основная профессиональная образовательная программа:
210700 Инфокоммуникационные технологии и системы связи
(код и наименование направления подготовки /специальности/)
квалификация __Бакалавр____________________________
профиль __Многоканальные телекоммуникационные системы________
профиль __Оптические сети и системы связи_______________________
профиль __Защишенные системы и сети связи_______________________
профиль __Программно-защищенные инфокоммуникации
Санкт-Петербург
20 ___
1.Цели и задачи дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Теория электрических цепей (ТЭЦ)», является
изучение основных понятий, определений и законов, которые широко используются во
всех последующих специальных дисциплинах. Изучение ТЭЦ направлено на глубокое
понимание и знание аналитических и численных методов, которые описывают процессы
в электрических цепях аналоговых систем. Курс ТЭЦ предназначены также для
получения знаний по решению
практических задач, возникающих в процессе
использования совершенного телекоммуникационного оборудования.
Дисциплина ТЭЦ является первой дисциплиной, в которой студенты изучают
методы анализа и синтеза устройств электро- и радиосвязи. Она находится на стыке
дисциплин, обеспечивающих базовую и специальную подготовку студентов.
Дисциплина ТЭЦ обеспечивает формирование фундамента подготовки будущих
специалистов и создает необходимую базу для успешного овладения последующими
специальными дисциплинами учебного плана.
1. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы.
Дисциплина ТЭЦ является одной из основных дисциплин базовой части
профессионального цикла учебного плана подготовки бакалавра и преподается на основе
ранее изученных дисциплин: высшая математика, физика, информатика.
Для успешного изучения дисциплины студенты должны уметь использовать
основные законы физики, применять методы математического анализа и высшей
математики (ОК-9); иметь навыки самостоятельной работы на компьютере и в
компьютерных сетях; быть способными к компьютерному моделированию устройств,
систем и процессов с использованием универсальных пакетов прикладных
компьютерных программ (ПК-2).
Овладение предметом дисциплины ТЭЦ является обязательным для изучения
последующих дисциплин учебного плана: физические основы электроники, электроника,
общая теория связи, схемотехника телекоммуникационных устройств, электропитание
устройств и систем телекоммуникации, цифровая обработка сигналов, распространение
радиоволн и антенно-фидерные устройства, направляющие среды электросвязи,
структурированные
кабельные
системы,
метрология
в
оптических
телекоммуникационных системах.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
Процесс
изучения дисциплины направлен на формирования следующих
компетенций:
 общекультурных:
- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-9).
 профессиональных:
-
-
-
-
иметь навыки самостоятельной работы на компьютере и в компьютерных
сетях; осуществлять компьютерное моделирование устройств, систем и
процессов с использованием универсальных пакетов прикладных
компьютерных программ (ПК-2);
готовность к изучению научно-технической информации, отечественного и
зарубежного опыта по тематике инвестиционного (или иного) проекта; уметь
собирать и анализировать информацию для формирования исходных
данных, для проектирования средств и сетей связи и их элементов (ПК-13);
уметь проводить расчеты по проекту сетей, сооружений и средств связи в
соответствии с техническим заданием с использованием как стандартных
методов, приемов и средств автоматизации проектирования, так и
самостоятельно создаваемых оригинальных программ (ПК-14);
готовностью изучать научно-техническую информацию, отечественный и
зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-16);
способность применять современные теоретические и экспериментальные
методы исследования с целью создания новых перспективных средств
электросвязи (ПК-17).
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
- основы теории, методы и средства теоретического и экспериментального
исследования линейных и нелинейных (в режимах постоянного тока и
гармонических колебаний) электрических цепей при гармонических и
негармонических воздействиях; основы теории четырехполюсников и цепей
с распределенными параметрами, устойчивости электрических цепей с
обратной связью, электрических аналоговых фильтров (ПК-13, ПК-16).
Уметь:
- рассчитывать и измерять параметры и характеристики линейных
и
нелинейных (в режимах постоянного тока и гармонических колебаний)
электрических цепей (ПК-14);
- рассчитывать и анализировать параметры электрических цепей и фильтров
на персональных компьютерах (ПК-2).
Демонстрировать способность и готовность:
- владеть навыками экспериментального исследования электрических цепей в
рамках физического и математического моделирования (ПК-17).
3. Объем дисциплины и виды учебной работы.
Очная форма обучения
Таблица1
Вид учебной работы
Всего
Семестры
Общая трудоемкость
часов
288
108
180
Аудиторные занятия (всего)
126
54
72
Лекции
48
20
28
Практические занятия (ПЗ)
12
-
12
Лабораторные работы (ЛР)
66
34
32
Самостоятельная работа (всего)
126
54
72
Курсовые работы
60
30
30
И другие виды самостоятельной работы:
Подготовка к лабораторным работам
Подготовка к практическим занятиям
36
18
12
-
24
18
17
36
12
зачет
36
экзамен
2
3
В том числе:
В том числе
Подготовка к зачету
Подготовка к экзамену
Вид промежуточной аттестации:
Заочная форма обучения
Таблица1
Вид учебной работы
Общая трудоемкость
Всего
часов
288
Семестры
108
180
Аудиторные занятия (всего)
126
54
72
Лекции
48
20
28
Практические занятия (ПЗ)
12
-
12
Лабораторные работы (ЛР)
66
34
32
Самостоятельная работа (всего)
126
54
72
60
30
30
2
3
В том числе:
В том числе
Курсовые работы
И другие виды самостоятельной работы:
Подготовка к лабораторным работам
Подготовка к практическим занятиям
36
18
12
-
24
18
Подготовка к зачету
Подготовка к экзамену
Вид промежуточной аттестации:
17
36
12
зачет
36
экзамен
5.Содержание дисциплины
5.1.Содержание разделов дисциплины.
5.Содержание дисциплины
5.1.Содержание разделов дисциплины.
Очная форма обучения
Таблица 2
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование отдельных
Содержание раздела
тем дисциплины
Основные
понятия, Электрическая цепь (ЭЦ), электрический ток,
определения
и законы электрическое напряжение, энергия, мощность.
теории электрических цепей. Основы
классификаций
цепей.
Линейные
и
нелинейные
электрические
цепи.
Принцип
суперпозиции. Модель и схемы ЭЦ. Активные и
пассивные элементы ЭЦ. Основные понятия топологии
ЭЦ.
Законы
Кирхгофа.
Последовательное
и
параллельное соединение элементов ЭЦ.
Анализ
линейных Методы
анализа
ЭЦ:
метод
эквивалентных
резистивных ЭЦ.
преобразований, метод наложения, метод узловых
напряжений, метод контурных токов. Основные
теоремы
ЭЦ:
замещения
взаимности,
об
эквивалентном генераторе.
Анализ
гармонических Режим установившихся гармонических колебаний в
колебаний в ЭЦ.
ЭЦ. Мгновенная и средняя мощность, гармонические
колебания в элементах ЭЦ. Символический метод
анализа установившихся гармонических колебаний в
ЭЦ. Комплексные сопротивления и проводимости
пассивных элементов ЭЦ. Законы Ома и Кирхгофа в
комплексной форме. Комплексная, средняя и
реактивная мощности. Баланс мощностей. Цепи со
взаимными
индуктивностями.
Особенности
составления уравнений для цепей с магнитными
связями. Трансформатор с воздушным сердечником.
Уравнение
трансформатора.
Т-образная
схема
замещения трансформатора.
Частотные характеристики Комплексные входные и передаточные функции ЭЦ.
ЭЦ.
Амплитудно-частотные
и
фазо-частотные
характеристики.
Резонанс
напряжений
в
5.
Основы теории
четырехполюсников.
6.
Классический метод анализа
переходных колебаний.
7.
Операторный метод анализа
колебаний в ЭЦ.
8.
Временные
ЭЦ.
9.
Электрические
цепи
обратной связью (ОС).
10.
Спектральные представления
колебаний в ЭЦ.
11.
Аналоговые
фильтры.
характеристики
с
последовательном колебательном контуре. Резонанс
токов в параллельном колебательном контуре.
Четырехполюсники и их классификация. Уравнения
передачи, параметры и матрицы параметров
четырехполюсников. Соединения четырехполюсников.
Характеристические и рабочие параметры. Режимы
работы.
Установившиеся и переходные колебания в ЭЦ.
Законы коммутации. Начальные условия. Переходные
и свободные колебания в цепи с одним реактивным
элементом.
Переходные
колебания
в
последовательном колебательном контуре.
Применение одностороннего преобразования Лапласа
для анализа переходных колебаний в ЛЭЦ. Законы
Ома и Кирхгофа для изображений колебаний. Схемы
замещения реактивных элементов при нулевых и
ненулевых начальных условиях. Алгоритм анализа
переходных колебаний в ЛЭЦ операторным методом.
Операторные передаточные функции устойчивых
цепей и их свойства. Характеристическое уравнение.
Нули и полюсы. Полином Гурвица и его свойства.
Критерий устойчивости Гурвица и Михайлова.
Ступенчатое воздействие. Функция Хевисайда.
Переходная характеристика ЭЦ, ее связь с
операторной передаточной функцией. Интеграл
Дюамеля. Импульсное воздействие. Единичная
импульсная функция (функция Дирака). Импульсная
характеристика ЭЦ, ее связь с операторной
передаточной функцией. Интеграл наложения.
Передаточная функция цепи с ОС, положительная и
отрицательная ОС, петлевое усиление. Устойчивость
линейных цепей с ОС. Критерий Найквиста.
Анализ
спектрального
состава
периодических
негармонических колебаний с помощью ряда Фурье.
Спектр амплитуд и спектр фаз периодического
колебания. Анализ режима периодического колебания
в ЭЦ. Мощность периодического негармонического
колебания.
Представление
непериодического
колебания
интегралом
Фурье.
Комплексная
спектральная
плотность.
Одностороннее
преобразование Фурье. Частотный метод анализа
переходных
колебаний в цепях. Условия
безыскаженной передачи сигналов через ЭЦ.
электрические Электрические фильтры. Определение, режимы
нагрузок, классификация. Задача классического
синтеза цепей, задачи аппроксимации и реализации.
Методы аппроксимации по Тейлору, по Чебышеву.
Полиномиальные фильтры нижних частот с
характеристиками Баттерворта и с характеристиками
Чебышева.
Ослабление,
порядок
фильтра,
передаточные функции. Реализация передаточной
12.
13.
функции
методом
уравнения
коэффициентов.
Реализация лестничных LC- фильтров нижних частот.
Применение реактансного преобразования частоты для
расчета ФВЧ, ПФ и РФ. Принцип каскадноразвязанной реализации ARC-фильтров. Реализация
передаточных функций звеньями, построенными по
методу
АВТ.
Чувствительность
характеристик
электрических цепей.
Цепи с распределенными Однородные длинные линии, первичные параметры.
параметрами.
Телеграфные уравнения линии. Падающие и
отраженные волны в длинных линиях, вторичные
параметры. Распределение комплексных напряжений и
токов в линии. Коэффициент отражения, входное
сопротивление. Линии с пренебрежимо малыми
потерями. Режим бегущих волн, режим стоячих волн,
режим смешанных волн в линии без потерь.
Нелинейные
резистивные Вольт- амперные характеристики типовых нелинейных
цепи.
двухполюсных элементов. Аппроксимация ВАХ
нелинейного резистивного двухполюсника степенным
полиномом,
отрезками
прямых
линей,
экспоненциальными функциями. Анализ резистивной
цепи с одним нелинейным двухполюсником в режиме
постоянного тока. Нахождение рабочей точки по
однозначной и многозначной ВАХ. Статистические и
дифференциальные параметры. Анализ нелинейной
ЭЦ при гармоническом воздействии. Режим малых и
больших колебаний. Спектры реакций нелинейного
резистивного элемента при полиномиальной и
линейно-ломаной ВАХ. Коэффициент нелинейности.
5.2. Междисциплинарные связи
дисциплинами.
Очная (сокрашенная) форма обучения
с
обеспечиваемыми
(последующими)
Таблица 3
№ п/п
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1. Физические основы электроники
2. Электроника
3. Общая теория связи
4. Схемотехника телекоммуникационных устройств.
5. Цифровая обработка сигналов
6. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций.
7. Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства.
8. Направляющие среды электросвязи.
9. Структурированные кабельные системы.
10. Метрология в оптических телекоммуникационных системах.
5.3. Разделы дисциплины и виды занятий.
Очная форма обучения
Таблица 4
№ Наименование
Лекции Практические Лабораторные СРС
п/п отдельной
темы
занятия
занятия
дисциплины
1.
Основные
понятия, 4
2
2
определения и законы
электрических цепей.
Всего
часов
8
Анализ
линейных 4
резистивных цепей.
-
8
12
24
3.
Анализ
6
гармонических колебаний в
ЭЦ.
-
8
12
26
Частотные
4
характеристики ЭЦ.
Основы
теории 2
четырехполюсников.
-
12, из них 8*
16
32
-
4
12
18
6.
Классический метод 2
анализа переходных
колебаний.
2
8, из них 2*
10
22
7.
Операторный метод 4
анализа колебаний в
ЭЦ.
-
4
10
18
8.
Временные
характеристики ЭЦ.
2
-
2*
6
10
9.
Электрические цепи с обратной связью.
2
4, из них 2*
6
12
10.
Спектральные
представления
колебаний в ЭЦ.
Аналоговые
электрические
фильтры.
Цепи
распределенными
параметрами.
Нелинейные
4
-
4
8
16
6
6, из них 2*
6, из них 4*
22
40
с 6
2
2
6
16
4
-
2*
4
10
2.
4.
5.
11.
12.
13.
резистивные цепи.
*- занятия в интерактивной форме
6. Лабораторный практикум
Очная форма обучения
Таблица5
№ п/п
11
1.
№
темы
1. 1
2.
2
Наименование лабораторной работы Всего часов
Исследование
характеристик
резистивным
сопротивлением.
Исследование
резистивной
наложения.
нагрузочных 2
генератора
с
внутренним
цепи.
линейной 4
Принципы
3.
2
Исследование
разветвленных 4
линейных
резистивных
цепей.
Методы расчета
4.
3
Исследование
режима 4
гармонических
колебаний
в
последовательном RC-контуре
5.
3
Символический
метод
анализа 4
гармонических
колебаний
в
электрических цепях.
6.
4
7.
4
Компьютерный анализ частотных 2*
характеристик разветвленных RL и
RС
цепей
с
использованием
программы FASTMEAN.
Комплексные
передаточные 2*
функции пассивных и активных RCцепей первого порядка, расчет их
частотных характеристик.
8.
4
Компьютерный анализ частотных 2*
характеристик последовательного
резонансного
контура
с
использованием
программы
FASTMEAN.
9.
4
Комплексные
передаточные 4
функции цепей второго порядка на
примере колебательных контуров и
их электронных аналогов.
10.
4
Компьютерный анализ частотных 2*
характеристик
колебательных
контуров
и
их
электронных
аналогов.
11.
5
12.
6
Определение
собственных, 4
характеристических
и
рабочих
параметров четырехполюсника.
Исследование
переходных 4
процессов в цепи, содержащий один
реактивный элемент и резистор.
6
Анализ переходных процессов в 4, из них 2*
последовательном колебательном
контуре
с
использованием
программы FASTMEAN.
14
7,8
Анализ частотных и временных 6, из них 2*
характеристик
пассивного
и
активного RC- четырехполюсников
с
использованием
программы
FASTMEAN.
15
9
Анализ устойчивости ARC-цепей по 4, из них 2*
критерию Найквиста.
16
10
Анализ
негармонических 4
периодических
колебаний
и
непериодических
колебаний
в
пассивных ЭЦ.
17
11
Компьютерный
анализ 2*
характеристик
ослабления
лестничных LC-фильтров.
18
11
19
12
ARCфильтры
каскадной 4, из них 2*
структуры. Расчет параметров и
компьютерный
анализ
характеристик ослабления ARCфильтров высоких порядков.
Исследование режимов работы 2
длинной линии.
20
13
113
7.
Спектральные
анализ
реакции 2*
нелинейной
резистивной
электрической
цепи
при
гармоническом
воздействии
с
использованием
программы
FASTMEAN.
Практические занятия.
Очная форма обучения
Таблица 6
№
№ Наименование практических занятий.
п/п темы
1.
6 Свободные
колебания
в
последовательном
колебательном контуре. Режимы работы контура.
Всего часов.
2.
9 Передаточная функция цепи с ОС. Петлевое усиление.
Устойчивость линейных ЭЦ с ОС. Критерий Найквиста.
2
3.
11 Передаточная функция лестничного четырехполюсники.
Континуант цепи. Реализация передаточной функции
методом уравнивания коэффициентов.
2
4.
11 Применение реактансного преобразования частоты для
расчета ФВЧ, ПФ, РФ.
2
5.
11 Элементарные звенья аналоговой вычислительной
техники.
Передаточная
функция
ARC-звена,
построенная по методу ABT и расчет чувствительности
его частотных характеристик.
2*
6.
12 Длинные линии с пренебрежимо малыми потерями.
Режим бегущей волны, режим стоячей волны, режим
смешанных волн.
2
2
Очная форма обучения
Таблица 6
№
№ Наименование практических занятий.
п/п темы
1.
1 Переходные и свободные колебания в цепи с одним
реактивным элементом и
в последовательном
колебательном контуре.
2.
2,3 Операторные передаточные функции активных RCцепей высоких порядков. Связь между частотными и
временными характеристиками.
3.
4 Передаточная функция цепи с ОС. Устойчивость
линейных цепей с ОС. Критерий Найквиста.
4.
5 Спектр амплитуд и спектр
фаз периодического
колебания. Комплексная спектральная плотность
непериодического колебания. Частотный метод анализа
переходных колебаний в цепях.
5.
7 Режимы работы длинных линий без потерь.
8.
Всего часов.
2
2
2
2
2
Примерная тематика курсовых работ.
Очная форма обучения
Таблица 7
№ Тема курсовых работ.
п/п
1. Анализ стационарных колебаний в линейных электрических цепях.
2. Исследование активного RC-фильтра.
3. Расчет LC и ARC-фильтров.
9. Самостоятельная работа.
Очная форма обучения
Таблица 8
№ темы
Содержание СРС
дисциплины
1. Проработка учебного материала,
подготовка к выполнению и сдаче
лабораторной работы.
2. Проработка
учебного
материала,
выполнение этапа курсовой работы,
подготовка к выполнению и сдаче
лабораторной работы.
Форма контроля
Защита лабораторной 2
работы.
Защита лабораторной 12
работы, защита этапа
курсовой работы в
форме
контрольной
работы.
3. Проработка
учебного
материала, Защита лабораторной 12
выполнение этапа курсовой работы, работы.
подготовка к выполнению и сдаче
лабораторной работы.
4. Проработка
учебного
материала, Защита лабораторной 16
выполнение этапа курсовой работы, работы, защита этапа
подготовка к выполнению и сдаче курсовой работы в
лабораторных работ.
форме
контрольной
работы.
5. Изучение темы «Характеристические и Окончательная защита 12
рабочие параметры четырехполюсников. курсовой работы в
Режимы
работы»
самостоятельно. форме собеседования.
Выполнение этапа курсовой работы. Зачет.
Подготовка к теоретическому зачету.
6. Изучение темы «Переходные колебания в
последовательном
колебательном
контуре» самостоятельно, решение задач,
подготовка к выполнению и сдаче
лабораторных работ.
7. Проработка учебного материала, решение
задач, выполнение этапа курсовой работы,
подготовка к выполнению и сдаче
лабораторных работ.
8. Проработка учебного материала, решение
задач, выполнение этапа курсовой работы.
Защита лабораторных 10
работ.
Проверка
решенных задач.
Защита лабораторных 10
работ.
Проверка
решенных задач.
Защита лабораторных 6
работ.
Проверка
решенных задач
Всего
часов.
9. Изучения темы «Электрические цепи с
обратной связью (ОС)» самостоятельно,
решение
задач,
выполнение
этапа
курсовой
работы,
подготовка
к
выполнению и сдаче лабораторной работы.
10. Проработка учебного материала, решение
задач, выполнение этапа курсовой работы,
подготовка к выполнению и сдаче
лабораторной работы.
11 Изучение темы «Передаточная функция
лестничного
четырехполюсника.
Применение реактансного преобразования
частоты для расчета ФВЧ, ПФ, РФ»
самостоятельно
выполнение
этапов
курсовой
работы,
подготовка
к
выполнению и сдаче лабораторных работ и
к защите курсовой работы.
12 Проработка учебного материала, решение
задач, подготовка к выполнению и сдаче
лабораторной работы.
13 Проработка
учебного
материала,
подготовка к выполнению и сдаче
лабораторной работы.
Защита лабораторной 6
работы.
Проверка
решенных задач
Защита лабораторной 8
работы.
Проверка
решенных задач
Защита лабораторных 22
работ,
защита
курсовой работы.
Защита лабораторной 6
работы.
Проверка
решенных задач.
Защита лабораторной 4
работы.
Очная форма обучения
Таблица 8
№ темы
дисциплины
1
2
3
4
5
6
7
8
Содержание СРС
Форма контроля
Всего
часов.
2
8
4
4
6
4
4
2
10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
а) основная литература:
1. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей: Учебник для вузов,
Под ред В.П. Бакалова.- 3-е изд., перераб. и доп.- М: Радио и связь, 2009, 592с.
2. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: Учебник. 2-е изд,- СПб:
Издательство Лань, 2009-544с: ил.- (Учебники для вузов. Специальная литература)
3. Чечулина Л.А., Логвинова Н.К. и др. Теория электрических цепей: Методические
указания к лабораторным работам, ч.1, СПбГУТ, СПб, 2005
4. Основы теории цепей: методические указания к лабораторным работам ч.2/В.В.
Сергеев, В.Я. Павлов, В.А. Филин, М.С. Глебова, З.В. Зайцева, Н.К. Логвинова, Н.Ф.
Орлова,- ГОУВПО СПбГУТ. –СПб, 2008
5. Основы теории цепей: практикум. ч.2./ Н.К. Логвинова и др, ГОУВПО СПбГУТ. -СПб,
2008
6. Павлов В.Я. , Козин Е.В., Сергеев В.В., Филин В.А. Исследование активного RCфильтра. (Методические указания и задания к курсовой работе по дисциплине "Основы
теории цепей". Ч.2. СПбГУТ.-СПб, 2002
7. Климов В.С., Логвинова Н.К., Чечулина Л.А.. Расчет LC и ARC- фильтров:
методические рекомендации к курсовой работе по дисциплине «Основы теории цепей».
ч.3./СПбГУТ. СПб, 2005
б) дополнительная литература:
1. Сергеев В.В. Основы теории цепей. Конспект лекций. Часть 2, ГОУВПО СпбГУТ.СПб, 2007
в) программное и коммуникационное обеспечение.
1. Автоматизированная компьютерная программа быстрого расчета и оптимизации
переходных и стационарных процессов в электрических цепях радиотехнических и
телекоммуникационных устройств
FASTMEAN. Разработана на кафедре ТЭЦ
профессором В.А. Филиным. Свидетельство о регистрации №2002610191 в Российском
агентстве по патентам и товарным знакам (Роспатент).
11. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Таблица 9
№
п/п
1.
Наименование специализированных аудиторий и лабораторий
Аудитория со стендами для фронтальных лабораторных занятий (2).
12. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Дисциплина ТЭЦ изучается во втором и третьем семестрах обучения и состоит из
13 логически взаимосвязанных тем. При изучении всех тем дисциплины должны
развиваться компетентности ОК-9 и ПК-2 применительно к теории электрических цепей.
Содержание, структура и методика изучения дисциплины ТЭЦ имеет
определенную логическую завершенность по отношению к установленным целям и
результатам обучения и направлена на формирования базы для развития и овладения
профессиональными компетенциями ПК-14, ПК-16, ПК-17 применительно к
последующим специальным дисциплинам различных профилей.
При изучении дисциплины используются все виды учебных занятий: лекционные
занятия, лабораторный практикум и практические занятия.
Лекционные занятия проводятся в аудиториях с мультимедийным оборудованием.
Лабораторный практикум проводится фронтальным методом в классах оборудованных
лабораторными стендами для исследования электрических цепей. При изучении тем, где
целесообразно использовать компьютерное моделирование ЭЦ, лабораторные занятия
проводятся на персональных компьютерах студентов, которые выданы им в
университете. Практические занятия в соответствии с особенностями тем проводятся по
различным
методикам:
традиционной,
с
использованием
мультимедийного
оборудования, на персональных компьютерах.
В процессе обучения на кафедре студенты выполняют две курсовые работы. (КР).
Основной методической направленностью разработки КР является индивидуализация
заданий. Темы каждой КР одинаковы для всех студентов, но схемы цепей и их числовые
параметры задаются для каждого студента в отдельности.
Курсовая работа «Анализ стационарных колебаний в линейных электрических
цепях» выполняется во 2 семестре студентами очной формы обучения всех профилей.
Целью КР является проработка теоретического материала и приобретение
студентами навыков решения учебных задач по следующим темам дисциплины:
- Анализ линейных резистивных цепей;
- Анализ гармонических колебаний в ЭЦ символическим методом;
- Частотные характеристики пассивных и активных RC-цепей первого и
второго порядков;
- Основы теории четырехполюсников.
Каждая тема включает несколько подтем, по которым разработано 26 однотипных
задач, одну из которых объясняет преподаватель. Каждый студент получает в
соответствии с номером варианта индивидуальное задание по всем темам, которое
решает самостоятельно.
При выполнении КР студент должен уметь проводить компьютерное
моделирование и анализ ЭЦ, по результатам которого полученные графики (не менее 8)
приводятся в пояснительной записке к КР.
Курсовая работа «Исследование активного RC- фильтра выполняется в 3 семестре
студентами очной формы обучения по профилям :
- Сети связи и системы коммутации;
- Инфокоммуникационные технологии в сервисах и услугах связи;
- Интеллектуальные инфокоммуникационные системы.
Целью КР является глубокое изучение теоретического материала для его
практического применения к решению инженерных задач по расчету активных RCфильтров. Каждый студент получает индивидуальное задание, в процессе выполнения
которого он усваивает методику анализа ARC-фильтра каскадной структуры.
При выполнении КР студент должен проработать следующие темы дисциплины
ТЭЦ:
- Частотные характеристики ЭЦ;
- Операторный метод анализа переходных колебаний;
- Временные характеристики ЭЦ;
- Электрические цепи с обратной связью;
- Спектральные представления колебаний.
Курсовая работа «Расчет LC и ARC-фильтров» выполняется в 3 семестре
студентами очной формы обучения по профилям:
- Системы связи и радиодоступа;
- Цифровое телерадиовещание;
- Системы мобильной связи;
- Многоканальные телекоммуникационные системы;
- Оптические сети и системы связи;
- Защищенные системы и сети связи;
- Программно-защищенные инфокоммуникации.
Данная КР направлена на освоение современных методов синтеза линейных ЭЦ на
примере синтеза электрических фильтров. Рассматривается реализация передаточных
функций фильтров двумя структурами: лестничными реактивными четырехполюсниками
и типовыми активными RC- цепями. Каждый студент получает индивидуальное задание,
вариант которого задается трехзначным кодовым числом, а исходные данные к заданиям
определяются через величины М и N, которые задает преподаватель. В процессе
выполнения КР студенты прорабатывают тему «Аналоговые электрические фильтры»,
которая необходима для изучения нескольких последующих дисциплин.
В методических рекомендациях к КР приведены контрольные вопросы, которые
помогают студентам подготовиться к защите.
Курсовые работы, выполняемые в 3 семестре, должны быть оформлены в виде
пояснительной записки объемом не менее 30 листов, в том числе графическая часть
должна составлять не менее 8 листов.
При выполнении всех КР для компьютерного анализа ЭЦ используется
автоматизированная программа FASTMEAN.
Для повышения ритмичности и эффективности самостоятельной работы студента
(СРС) проводится текущий контроль (ТК) в виде защиты лабораторных работ и проверки
индивидуальных тестовых задач для СРС.
Промежуточный контроль (ПК) организован таким образом, что позволяет
студентам некоторые разделы курсовых работ защитить в течение семестра. Специфика
дисциплины ТЭЦ такова, что поэтапная защита организуется в виде контрольных работ,
состоящих
из типовых задач. Окончательная защита КР проводится в форме
собеседования после проверки преподавателем полностью оформленной КР.
Итоговый контроль по дисциплине ТЭЦ проводится в форме зачета во 2 семестре и
в форме экзамена – в 3 семестре обучения.