Конструктор ООО ЧОП КПБ КПО "ВИТЯЗЬ-АТ"

Лекции. Электроника и схемотехника

Специалист в любой технической или научной области, тем более связанной с разработкой и применением электронных средств, должен уверенно ориентироваться в мире электроники. Основное внимание в конспекте лекций уделено изложению принципов действия, свойств и характеристик как элементарных электронных приборов (диодов, транзисторов, микросхем и т.п.), так и электронных устройств и средств, их использующих. Конспект лекций состоит из описания теоретического материала трёх модулей дисциплины, тематически связанных между собой. В модуле 1 рассматриваются, в основном, принципы действия и характеристики дискретных электронных приборов, а модули 2 и 3 посвящены основам схемотехники простейших электронных средств. Электроника – отрасль науки и техники, изучающая законы взаимодействия электронов и других заряженных частиц с электромагнитными полями и разрабатывающая методы создания электронных приборов, в которых это взаимодействие используется для преобразования электромагнитной энергии с целью передачи, обработки и хранения информации, автоматизации производственных процессов, создания аппаратуры, устройств и средств контроля, измерения и управления С точки зрения применения электронных приборов и устройств в настоящее время наибольшее развитие и распространение получила техническая электроника: аналоговая и цифровая. Информационная электроника составляет основу электронно-вычислительной и информационно-измерительной техники и устройств автоматики. На базе информационной электроники разрабатываются и изготавливаются электронные устройства получения, обработки, передачи, хранения и использования информации, устройства управления различными объектами и технологическими процессами. Автоматизация является важным средством повышения эффективности производственных процессов. Экономичное, надежное и безопасное функционирование сложных промышленных объектов, каковыми являются технологические процессы предприятий ядерного топливного цикла, может быть обеспечено с помощью лишь самых совершенных принципов и технических средств управления. Теория автоматического управления (ТАУ), - научная дисциплина, предметом изучения которой являются информационные процессы, протекающие в системах управления техническими и технологическими объектами. ТАУ выявляет общие закономерности функционирования, присущие автоматическим системам различной физической природы, и на основе этих закономерностей разрабатывает принципы построения высококачественных систем управления. ТАУ при изучении процессов управления абстрагируется от физических и конструктивных особенностей систем и вместо реальных систем рассматривает их адекватные математические модели. Основными методами исследования в ТАУ являются математическое моделирование, теория обыкновенных дифференциальных уравнений, операционное исчисление и гармонический анализ. Учебное пособие содержит семь разделов. В первом разделе изложены основные понятия и определения теории управления, принципы управления и классификация систем автоматического управления (САУ). Математическому описанию непрерывных линейных САУ посвящен второй раздел. Здесь представлены все 4 способа их описания: с помощью дифференциальных уравнений, передаточных функций, временных и частотных характеристик. Характеристики типовых динамических звеньев линейных систем управления систематизированы в третьем разделе. Четвертый раздел посвящен анализу устойчивости линейных САУ. Приведены условия устойчивости, описаны алгебраические и частотные критерии устойчивости и метод построения областей устойчивости в плоскости 2-х параметров системы. Пятый раздел знакомит с методами оценки качества управления в переходном режиме. Описаны прямые и косвенные показатели качества. Анализ систем автоматического управления в установившемся режиме представлен в шестом разделе. Даны понятия статического и астатического регулирования, рассмотрены статические характеристики типовых соединений звеньев и замкнутой линейной САУ. Описаны методики определения погрешности САУ при медленно изменяющихся воздействиях. В седьмом разделе излагаются методики синтеза одноконтурных систем автоматического управления по отклонению, комбинированных САУ, а также корректирующих устройств, обеспечивающих необходимые показатели качества. Задача пособия  способствовать формированию у обучающихся знаний и умений в применении методов теории линейных систем автоматического управления для анализа и синтеза систем автоматического управления реальными технологическими процессами. Авторы выражают глубокую благодарность инженеру кафедры ЭАФУ ТПУ Байдали М.А. за подготовку учебного пособия к изданию. Электронные вычислительные машины выполняют арифметические и логические операции, при этом используется два класса переменных: числа и логические переменные. Числа несут информацию о количественных характеристиках системы; над ними производятся арифметические действия. Логические переменные определяют состояние системы или принадлежность её к определённому классу состояний (коммутация каналов, управление работой ЭВМ по программе и т.п.). Логические переменные могут принимать только два значения: истина и ложь. В устройствах цифровой обработки информации этим двум значениям переменных ставится в соответствие два уровня напряжения: высокий — (логическая «1») и низкий — (логический 0»). Однако в эти значения не вкладывается смысл количества. Элементы, осуществляющие простейшие операции над такими двоичными сигналами, называют логическими. На основе логических элементов разрабатываются устройства, выполняющие и арифметические, и логические операции. В настоящее время логические элементы (ЛЭ) выполняются с помощью различных технологий, которые определяют численные значения основных параметров ЛЭ и, как следствие, качественные показатели цифровых устройств обработки информации, разработанных на их основе. Поэтому в данном пособии схемотехнике и параметрам ЛЭ различных технологий уделено должное внимание.