ВВЕДЕНИЕ
Выполнение курсового проекта является важным этапом изучения дисциплины «Импульсная и цифровая электроника» (ИЦЭ). Оно закрепляет теоретический лекционный материал и дает студенту навыки схемотехнических решений, расчета электронных устройств в соответствии с техническим заданием.
В данном пособии рассматриваются вопросы расчета широтно-импульсного модулятора (ШИМ) с цифровым управлением.
ШИМ, в настоящее время, являются наиболее широко используемыми в системах автоматики, благодаря их высокой энергетической эффективности (высокий к.п.д.) и очень хорошим массогабаритным показателям.
В процессе проектирования импульсных электронных схем необходимо учитывать многие, подчас противоречивые факторы, которые должны быть приведены к единым критериям. Это делает необходимым многовариантность расчетов отдельных параметров и характеристик проектируемого устройства и, следовательно, использование средств компьютерной техники в целях оптимизации работы.
Курсовой проект имеет целью ознакомить студента с современной практикой расчета характеристик импульсных и цифровых электронных устройств, научить его применять полученные знания при решении реальных задач, воспитать и развить навыки самостоятельной работы и самостоятельного принятия решений.
Настоящие методические указания включают: содержание курсового проекта, указания по оформлению и защите, варианты заданий, перечень учебной литературы, методические рекомендации по выполнению тех разделов проекта, при выполнении которых студенты наиболее часто совершают ошибки или которые недостаточно полно освещены в литературе.
Использование настоящих указаний позволит студенту ориентироваться в литературе по проектированию и расчету, а также преодолеть трудности, встречаемые при расчете характеристик электронных устройств. Выполнение проекта предполагает знание основных вопросов теории электрических цепей, импульсной и цифровой электроники, дискретной математики.
СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА И ВЫБОР ТЕМЫ
Содержание курсового проекта направлено, прежде всего, на расширение и углубление знаний, развитие навыков в расчетах с широким использованием справочной литературы, средств компьютерных инженерных программ и др.
Тему курсового проекта студенту задает руководитель. Исходные технические требования на проектируемое устройство определяются по таблице вариантов (приложение А). Вариант задания определяется шифром, задаваемым руководителем.
По согласованию с руководителем возможна разработка курсового проекта, связанного с тематикой хоздоговорных и научно-исследовательских работ кафедры и соответствующих содержанию курса. Такие проекты могут выполняться с реальным макетированием отдельных узлов или всего устройства в целом.
УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ ПРОЕКТА
Материалы курсового проекта представляют собой ряд документов, выполненных в соответствии с требованиями ЕСКД [8 – 14], это:
1. Титульный лист проекта;
2. Техническое задание;
3. Пояснительная записка;
4. Приложения к пояснительной записке;
5. Чертежи.
Комплектуются эти документы в указанной последовательности.
Титульный лист выполняется на плотной бумаге и записывается в соот-ветствии с ЕСКД.
Техническое задание оформляется как отдельный документ со своим титульным листом (Приложение Б) и содержит три основных раздела:
- цель проекта;
- технические требования;
- основные этапы проекта и график их выполнения.
Пояснительная записка должна содержать окончательный вариант расчета, набранный на компьютере или написанный от руки, разборчиво, чернилами или шариковой авторучкой на одной стороне листов формата А4. Объем записки 30-40 листов. Основными ее разделами являются:
1. Введение;
2. Постановка задачи и требования к проектируемому электронному устройству;
3. Предварительный выбор силовых элементов ШИМ и параметров источника питания;
4. Предварительная проверка элементов ШИМ по предельным характеристикам;
5. Моделирование при помощи программных средств различных режимов работы силовых элементов ШИМ и проверка соответствия результатов заданным требованиям (к.п.д., линейности и др. В случае несоответствия требуемым параметрам необходимо вернуться к пункту 3 и выбрать другие силовые элементы ШИМ);
6. Предварительный выбор элементов драйвера для силовых элементов ШИМ и его режима работы.
7. Моделирование при помощи программных средств различных режимов работы силовых элементов ШИМ вместе с драйвером и проверка соответствия результатов заданным требованиям (при необходимости вернуться к п. 6);
8. Выбор схемы для цифровой части проектируемого устройства;
9. Моделирование при помощи программных средств цифровой части проектируемого устройства в различных режимах работы;
10. Моделирование при помощи программных средств различных режимов работы всего устройства и проверка соответствия результатов заданным требованиям;
11. Расчет надежности - определение надежности разрабатываемого устройства при заданных характеристиках надежности составляющих его элементов и заданных внешних условиях работы
12. Заключение. Основные результаты проекта и выводы по работе;
13. Библиографический список.
Пояснительная записка должна содержать пояснения обозначений всех величин. Если применяется специальная формула, эмпирический коэффициент и т.п., необходимо указать литературный источник. Любой расчет и действие должны иметь исчерпывающие комментарии. При выборе каких-либо величин указываются соображения, по которым сделан выбор. Если величина найдена на основании предыдущего варианта расчета, это следует оговорить особо.
С целью введения в процессе проектирования элементов учебно-исследовательского характера содержание курсового проекта может быть по указанию руководителя изменено (углубление и расширение отдельных вопросов проекта, внесение специфических условий и др.)
В обязательном чертеже чертежах приводится принципиальная схема проектируемого устройства.
Все конструкторские документы должны иметь обозначения, порядок построения которых определяет ГОСТ 2.201-80. Схема построения следую-щая:
хххх ххххххх ххх хххх
а б в г,
где:
а – шифр учебной группы (пример: УСБ32Д);
б – классификационный код изделия (в учебных условиях номер темы КП плюс шифр варианта, пример: 1010203, где 1 – номер, 010203 – шифр);
в – регистрационный номер изделия (порядковый номер студента в списке группы, пример: 023);
г – код документа (название документа плюс год выполнения КП, пример: ПЗ15, где ПЗ – пояснительная записка, 15 – год).
Например: УСБ32Д 1010203 012 ПЗ15.
При выполнении проекта целесообразно использовать данное пособие и другие методические пособия, выпущенные кафедрой, литературу, представленную в библиографическом списке, а также литературу по отдельным вопросам проекта, рекомендованную преподавателями.
Защита КП должна происходить не менее чем за две недели до начала зачетной сессии. Законченный и оформленный проект подписывается студентом и сдается на проверку руководителю не менее чем за пять дней до назначенного срока защиты. Защита проводится перед специальной комиссией из 2-3 преподавателей при непосредственном участии руководителя и состоит в кратком докладе (5-8 минут) студента по выполненному проекту и ответах на вопросы.
Если в конструкторской документации проекта будет обнаружено более четырех нарушений ЕСКД или окажется, что разработанное устройство принципиально неработоспособно, курсовой проект оценивается неудовлетворительной оценкой и возвращается на доработку.
При оценке курсового проекта комиссией принимается во внимание обоснованность принятых в проекте решений, глубина проработки основных вопросов, качество оформления пояснительной записки и графической части проекта, качество доклада по работе, правильность и полнота ответов на вопросы, заданные членами комиссии в процессе защиты проекта.
