Ví dụ

NGUYEN-LY-DIEN-NANG-CAO

In this unit learners will develop their understanding of electrostatic and electromagnetic fields.

Tóm tắt bài

Trong bài học này, người học sẽ phát triển sự hiểu biết của họ về các trường tĩnh điện và điện từ.
They will concentrate on systems of symmetric geometry, thereby allowing an analytical treatment via the laws of Gauss and Ampère without requiring a full application of vector calculus. Non-symmetric systems could be investigated via the field plotting/computer methods.

Tập trung vào các hệ thống hình học đối xứng, do đó cho phép phân tích thông qua định luật Gauss và Ampère mà không yêu cầu áp dụng đầy đủ tính toán véc tơ. Các hệ thống không đối xứng có thể được nghiên cứu thông qua các phương pháp vẽ đồ thị / máy tính.
The design of filters is based upon the classical prototype (constant k) methods or the more modern polynomial (Butterworth/Chebyshev) approximation methods.
Learners will investigate transmission lines, particularly the steady-state sinusoidal response and will focus on the aspects of terminated lines and reflections.
The topological aspects of circuit analysis need not include a full cut-set matrix approach. The application of Euler’s equation to the circuit graph is sufficient to establish the required number of mesh and nodal equations for circuit analysis.

Việc thiết kế các bộ lọc dựa trên các phương pháp nguyên mẫu cổ điển (hằng số k) hoặc các phương pháp xấp xỉ đa thức hiện đại hơn (Butterworth / Ch Quashev).

Người học sẽ nghiên cứu các đường truyền, đặc biệt là phản ứng hình sin ở trạng thái ổn định và sẽ tập trung vào các khía cạnh của các đường kết thúc và phản xạ.

Các phân tích mạch tô pô của không cần bao gồm cách giải ma trận hoàn chỉnh. Việc áp dụng phương trình Euler vào đồ thị mạch là đủ để thiết lập số lượng phương trình lưới và nút cần thiết cho phân tích mạch.
Learning outcomes
On successful completion of this unit a learner will:
1 Be able to analyse electrostatic and electromagnetic fields
2 Be able to design and evaluate filters
3 Understand transmission lines
4 Be able to apply topology to circuit analysis

Mục tiêu học tập

Khi hoàn thành bài học này, người học sẽ:

1 Có thể phân tích trường tĩnh điện và điện từ

2 Có thể thiết kế và đánh giá các bộ lọc

3 Hiểu đường truyền

4 Có thể áp dụng cấu trúc liên kết để phân tích mạch

Unit content
1 Be able to analyse electrostatic and electromagnetic fields
Field methods: electric and magnetic properties of materials eg dielectric strength, permitivity, permeability, electric and magnetic flux density; application of the laws of
Gauss, Coulomb and Ampère to symmetrical systems of conductors to determine capacitance and inductance eg coaxial cylinders, parallel cylinders
Field plots: estimation of capacitance from field plots eg streamlines and equi-potentials, curvilinear squares, resistance ‘teledeltos’ paper, finite element software

Nội dung

1 Phân tích trường tĩnh điện và điện từ

Phương pháp trường: tính chất điện và từ của vật liệu, ví dụ cường độ điện môi, độ thấm, độ thấm, mật độ từ thông và điện từ; áp dụng luật Gauss, Coulomb và Ampère đến các hệ thống dây dẫn đối xứng để xác định điện dung và độ tự cảm, ví dụ: đồng trục, song song

Sơ đồ trường: ước tính điện dung từ các sơ đồ trường, ví dụ như sắp xếp hợp lý và năng lượng, ô lưới, kháng, phần tử hữu hạn
2 Be able to design and evaluate filters
Passive low- and high-pass filters: filter design eg normalised filter, de-normalised filter,
prototypes, Butterworth, Chebyshev
Second order active filters: eg Sallen and Key, bi-quad, voltage-control voltage-source (VCVS)
Frequency response test: use of test equipment eg transfer function analyser, signal
generator, oscilloscope; frequency response of a filter eg cut-off frequency, pass band gain, stop band roll-off; use of computer simulation methods eg frequency sweep, Bode plots

2 Thiết kế và đánh giá các bộ lọc

Bộ lọc thông thấp cao và thụ động: thiết kế bộ lọc, ví dụ như bộ lọc được chuẩn hóa, bộ lọc khử chuẩn, nguyên mẫu, Butterworth, Ch Quashev

Bộ lọc hoạt động bậc hai: ví dụ Sallen và Key, bi-quad, nguồn điện áp điều khiển điện áp (VCVS)

Kiểm tra đáp ứng tần số: sử dụng thiết bị kiểm tra, ví dụ máy phân tích chức năng truyền, bộ tạo tín hiệu, máy hiện sóng; đáp ứng tần số của bộ lọc, ví dụ tần số cắt, tăng băng tần, dừng cuộn băng tần; sử dụng các phương pháp mô phỏng máy tính, ví dụ quét tần số, sơ đồ Bode
3 Understand transmission lines
Secondary transmission line parameters: evaluation of characteristic impedance and propagation coefficient from the primary constants eg loss free line, propagation velocity, wavelength, phase delay, phase shift coefficient, attenuation coefficient
Terminated lines: infinite line; ‘correctly’ terminated line eg voltage and current
distribution, distortion
Reflections on transmission lines: mismatched load eg open circuit and short circuit terminated lines, incident and reflected waves, reflection coefficient, standing waves
Quarter wavelength matching stubs: impedance of loss free quarter wavelength stubs eg capacitive and inductive equivalence, open and short circuit stubs, use as basic matching devices

3 đường truyền

Thông số đường truyền thứ cấp: đánh giá trở kháng đặc tính và hệ số lan truyền từ các hằng số chính, ví dụ đường tự do mất, tốc độ lan truyền, bước sóng, độ trễ pha, hệ số dịch pha, hệ số suy giảm

Dòng kết thúc: dòng vô hạn; Đường dây kết thúc chính xác, ví dụ điện áp và phân phối dòng

Phản xạ trên các đường truyền: tải không khớp, ví dụ: mạch hở và ngắn mạch, sóng tới và sóng phản xạ, hệ số phản xạ, sóng đứng

Sơ đồ khớp bước sóng quý: trở kháng của sơ đồ bước sóng quý miễn phí, ví dụ tương đương điện dung và quy nạp, sơ khai mạch hở và ngắn mạch, sử dụng làm thiết bị khớp cơ bản
4 Be able to apply topology to circuit analysis
Circuit topology: circuit graph; tree; co-tree; Euler’s equations and relationship tomesh/nodal analysis eg Meshes =B-N+1 and Nodal = N-1, non-planar circuits
Mesh and nodal analysis: methodical application of circuit laws eg direct formulation in matrix form, formulation as a set of simultaneous equations, Maxwell’s cyclic loop currents

4 Áp dụng cấu trúc liên kết để phân tích mạch

Cấu trúc liên kết mạch: đồ thị mạch; cây; đồng cây; Phương trình Euler và mối quan hệ với phân tích lưới / nút, ví dụ: Lưới = B-N + 1 và Nodal = N-1, mạch không phẳng

Phân tích lưới và nút: áp dụng phương pháp các định luật mạch, ví dụ công thức trực tiếp ở dạng ma trận, công thức như một tập hợp các phương trình đồng thời, dòng điện vòng tuần hoàn Maxwell

Learning outcomes and assessment criteria