Кафедра _Вычислительных систем и информационной безопасности____________
(наименование кафедры, обеспечивающей преподавание дисциплины)
Дисциплина Б.3. Б.6(профессиональный цикл)«Электротехника, электроника, схемотехника»
(шифр с указанием цикла подготовки, наименование дисциплины)
Статус дисциплины ___базовая (общепрофессиональная)________________________
(базовая, вариативная, вариативная по выбору, факультативная)
Направление 230100 Информатика и вычислительная техника
(код и наименование направления или специальности)
Профиль (и) (при наличии) ВМКС, САПР
(наименование профиля)
Форма обучения_____очная________________________________________________
(очная, очно - заочная, заочная)
Объем дисциплины______396_____________________________________________
(общий объем дисциплины, час.)
Общая трудоёмкость дисциплины __11___ зачётных единиц
Распределение по видам занятий
| Семестр | Учебные занятия (час.) | Трудоёмкость (в зет) | В интерактивной форме, час | Наличие курсовых проектов (КП), курсовых работ (КР), расчетных заданий (РЗ) | Форма итоговой аттестации (зачёт, экзамен) | ||||||
| Всего | Аудиторные | СРС | |||||||||
| Всего ауди-торных | Лек-ции | Лабора-торные работы | Практи-ческие занятия (семинары) | В семестре | В сессию | ||||||
| - | экзамен | ||||||||||
| - | РЗ | зачет | |||||||||
| - | экзамен | ||||||||||
| Всего | - |
Рабочая программа дисциплины
Содержание дисциплины
Тематический план дисциплины
карта компетенций дисциплины «Электротехника, электроника, схемотехника»
(наименование дисциплины)
1. Перечень компетенций дисциплины
| Код компетенции | Формулировка компетенции | |
| 1. ОК-1 | Владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения | |
| 2. ОК-6 | Стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства | |
| 3. ОК-10 | Использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования | |
| 4. ПК-2 | Осваивает методики использования программных средств для решения практических задач | |
| 5. ПК-9 | Участвует в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов | |
| 6. ПК-11 | Инсталлирует программное и аппаратное обеспечение для информационных и автоматизированных систем | |
| 7. ПК-14 | Умеет разрабатывать и изготавливать компоненты и узлы электронных устройств, сопрягаемых с информационными и вычислительными системами, включая решение вопросов выбора элементной базы, конструирования и технологии изготовления |
2 Компонентный состав дисциплины
| Технологии формирования компетенций и перечень тем | ||
| Лекции | Лабораторные работы | СРС |
| Модуль 1 «Электротехника» – 4 ЗЕТ Форма текущей оценки – защита лабораторных работ, промежуточной – экзамен Результат освоения: Знать: 1, 9, 13; Уметь: 1, 2,3,6,8; Владеть: 1,4,5,9 | ||
| 1. Введение. Основы измерений электрических величин 2. Основы измерений электрических величин | 1. Электрические измерения и электроизмерительные приборы. | ПЛк, ПЛр |
| 3. Электрические цепи постоянного тока 4. Базовые методы расчета электрических цепей | 2. Моделирование электрических цепей | |
| 5. Частные методы расчета электрических цепей 6. Примеры расчета электрических цепей | 3. Исследование цепей постоянного тока | |
| 7. Электрические однофазные цепи синусоидального тока 8. Электрические цепи трехфазного синусоидального тока | 4. Исследование цепей однофазного переменного тока | |
| 9. Электрические машины 10. Электрические цепи с несинусоидальными источниками и методы их расчета | 5. Исследование трехфазной электрической цепи | |
| 11. Переходные процессы в электрических цепях во временной области 12. Методы расчета переходных процессов в электрических цепях | 6. Исследование переходных процессов | |
| 13. Нелинейные электрические цепи 14. Магнитные цепи и основы теории электромагнитного поля | 7. Исследование нелинейных электрических цепей постоянного тока | |
| 15. Многополюсники. Электрические фильтры 16-17. Длинные линии | 8. Исследование магнитных цепей 9. Защита последней работы (2 часа) | |
| Модуль 2 «Электроника» – 4 ЗЕТ Форма текущей оценки – защита лабораторных работ и сдача расчетного задания, промежуточной – зачет. Результат освоения: Знать: 2, 4, 5,7,11,14; Уметь: 2,3,6,7,9; Владеть: 1-5,9 | ||
| 1. Введение. Средства автоматизации проектирования 2. Основы физики полупроводников | 1. Исследование пассивных RC-фильтров | ПЛк, ПЛр РЗ |
| 3. Полупроводниковые приборы на основе кинетических явлений 4. Электронно-дырочный переход и его свойства | 2. Исследование характеристик и параметров термисторов | |
| 5. Полупроводниковые с одним p-n – переходом 6. Полупроводниковый стабилитрон и его применение | 3. Исследование работы параметрического стабилизатора | |
| 7. Биполярные транзисторы 8. Полупроводниковые приборы с несколькими p-n переходами | 4. Исследование биполярных транзисторов | |
| 9. Полевые транзисторы 10. Элементы силовой электроники | 5. Исследование работы полевого транзистора в режиме управляемого аттенюатора | |
| 11. Электровакуумные, газоразрядные и оптоэлектронные приборы 12. Усилители электрических сигналов | 6. Исследование передаточных характеристик оптрона | |
| 13. Транзисторные усилители электрических сигналов 14. Схемотехника транзисторных усилителей | 7. Исследование усилителя с ОЭ | |
| 15. Активные фильтры 16. Многокаскадные и операционные усилители 17. Микросхемотехника | 8. Исследование обратных связей в усилителях 9. Защита последних лабораторных работ (4 часа) | |
| Модуль 3 «Схемотехника» – 3 ЗЕТ Форма текущей оценки – защита лабораторных работ, промежуточной –экзамен. Результат освоения: Знать: 3, 6, 8,10,11,12,13,15; Уметь: 1-7, 9-11; Владеть: 1-11 | ||
| 1. Схемотехника аналоговых устройств 2. Интегральные логические схемы | 1. Исследование параметров ОУ | ПЛк, ПЛр |
| 3. Цифровая схемотехника 4. Элементы линейно-импульсной схемотехники | 2. Исследование параметров базовых элементов цифровых ИС | |
| 5. Генераторы электрических колебании 6. Преобразователи электрических сигналов | 3. Исследование цифровых логических схем | |
| 7. Источники вторичного электропитания 8. Основы телекоммуникаций | 4. Исследование работы вторичных источников электропитания РЭА | |
| 9. Основы проектирования РЭА | Защита последней работы (1 час) |
Примечания:
1. В результатах освоения приведены номера пунктов из перечней знаний, умений и навыков, перечисленных ранее в разделе 5.4.
3. СРС включает в себя подготовку к лекциям (ПЛк), лабораторным работам (ПЛр) и выполнение расчетного задания (РЗ). Подробнее объем и содержание СРС раскрыты в конце данного подраздела, а также в разделах 6.2.1, 6.2.2; 2.
2. Все лекции, за исключением лекции 9 из 3-го модуля, имеют продолжительность 2 часа, все лабораторные работы – 4 часа
Ниже приведено развернутое содержание приведенных в таблице дидактических единиц и технологий формирования компетенций с указанием рекомендуемой литературы
Лекционный курс (85 часов)
Модуль 1. Электротехника (34 часа, 4-й семестр). Литература основная [1-3], дополнительная [1,5,12,15]
Лекция 1. Введение. Общее представление об электротехнике. Основные задачи дисциплины и ее взаимосвязь с другими дисциплинами. Области практического применения полученных знаний и навыков. Структура курса и его связь с другими дисциплинами. Требования к зачету и уровню усвоения материала. (0.5 часа) [1, 5, 9]
Методы и средства автоматизации схемотехнического проектирования электронных схем. Системы проектирования ACAD, Altium (P-CAD), MultiCap, Proteus, Orcade. ПО фирмы National Instruments (LabView, Multisim). Их краткое описание и сравнительная характеристика (1.5 часа) [3,6-8,12,13-15]
Лекция 2. Основы измерений электрических величин. Применение ПО для синтеза и анализа электрических цепей. Основные типы электроизмерительных приборов. Виды погрешностей измерения. Влияние параметров измерительных устройств на точность измерения. Основы работы в среде MultiSim (2 часа) [1, 5, 12]
Лекция 3. Электрические цепи постоянного тока Основные законы теории электрических и магнитных цепей. Основные понятия электрических и магнитных цепей. Пассивные и активные элементы электрических цепей и их параметры. Их характеристики и параметры. Источники тока и напряжения. Вольтамперные характеристики участков цепей с источниками. Законы Кирхгофа. Преобразования схем электрических цепей. (2 ч). [1,2,5,12]
Лекция 4. Базовые методы расчета электрических цепей
Методы контурных токов, узловых потенциалов. Потенциальная диаграмма. Баланс мощности в электрических цепях. (2 ч). [1-3,5,12]
Лекция 5. Специальные частные методы расчета электрических цепей
Методы наложения, эквивалентного генератора. Методы эквивалентных преобразований. Примеры расчета электрических цепей. (2 ч). [1,2,5,12]
Лекция 6. Примеры расчета электрических цепей Расчет электрических цепей методом контурных токов. Расчет электрических цепей методом узловых потенциалов (2 ч). Разрешение неопределенностей при расчетах базовыми методами применением эквивалентных преобразований [1,2,5,12]
Лекция 7. Электрические однофазные цепи синусоидального тока Основные понятия электрических величин синусоидального тока. Изображение синусоидальных функций вращающимися векторами. Синусоидальные токи в элементах электрических цепей. Комплексный метод расчета цепей переменного тока. Анализ установившегося режима в цепях синусоидального тока. Векторная и топографическая диаграммы (2 ч[1-3,15])
Лекция 8. Электрические цепи трехфазного синусоидального тока Трехфазные цепи. Анализ смешанных электрических цепей синусоидального тока. Мощность в цепи синусоидального тока. (2 ч[1-3,15]
Лекция 9. Электрические машины Машины постоянного тока. Общие принципы работы. Основные характеристики и параметры. Асинхронные двигатели. Основные характеристики и параметры. (2 ч[1-3,15]
Лекция 10. Электрические цепи с несинусоидальными источниками и методы их расчета Общее представление о несинусоидальных источниках тока и напряжения. Спектральное разложение источников. Ряд Фурье и его применение для расчета несинусоидальных электрических цепей. Дискретный спектр. Преобразование Фурье. Спектральный анализ сигналов. Апериодические сигналы и их спектры. (1 ч[1,2,5,15]
Лекция 11. Переходные процессы в электрических цепях во временной области Общее представление о переходных процессах и их разновидности. Законы коммутации. Принужденный и свободный режим. Общий подход к расчету переходных процессов. Классический метод расчета. Переходные процессы в цепях r,L,C. (4 ч) [1,2,5,15]
Лекция 12. Методы расчета переходных процессов в электрических цепях Интеграл Дюамеля и его вариации. Применение преобразований Лапласа к расчету переходных процессов. Применение преобразования Фурье к расчету переходных процессов. Общее представление о применении метода пространства состояний для расчета переходных процессов (4 ч) [1-3,5,15]
Лекция 13. Нелинейные электрические цепи Понятие нелинейной цепи. Вольтамперные характеристики участков цепей. Элементы с электрическим гистерезисом. Графические методы расчета нелинейных электрических цепей. (2 ч). [1,2,5,15]
Лекция 14. Магнитные цепи и основы теории электромагнитного поля Магнитные цепи и их связь с цепями постоянного тока. Пассивные и активные элементы магнитных цепей и их параметры. Трансформаторы. Основные понятия теории электромагнитного поля. Магнитный усилитель. (2 ч). [1-3,5,15]
Лекция 15. Многополюсники. Электрические фильтры Основные определения и классификация четырехполюсников и двухполюсников. Частотные характеристики реактивных двухполюсников. Передаточная функция. Электрические фильтры. Фильтры типа k и m. Многополюсные цепи. Использование преобразования Лапласа для анализа цепей. Четырехполюсники и функциональные блоки. Передаточная функция и ее связь с дифференциальным уравнением, импульсной и частотными характеристиками. Понятие АЧХ и ФЧХ. Коэффициент передачи и передаточная функция. Основные типы фильтров и их характеристика. Активные и пассивные фильтры. Фильтры Бесселя, Баттерворта и Чебышева. (2 ч). [1-3,5,15]
Лекция 16. Длинные линии Основные понятия и математические модели теории электромагнитного поля Понятие длинной линии. Стоячие волны. Основные характеристики длинных линий. Волновое сопротивление. Основные методы расчета длинных линий.
Лекция 17. Переходные процессы в цепях с распределенными параметрами. Особенности протекания переходных процессов в длинных цепях. Особенности расчета переходных процессов в длинных цепях. (2 ч). [1-3,5,15]
Модуль 2. Электроника (34 часа, 5-й семестр). Литература основная [3-4] и дополнительная [6-8, 13,14,16-18,20]
Лекция №1. Введение. Общее представление о предметной области. Основные задачи дисциплины и ее взаимосвязь с другими дисциплинами. Области практического применения полученных знаний и навыков. Структура модуля и его связь с другими дисциплинами. Требования к уровню усвоения материала. (0.5 часа) [3,4,13,14]
Пассивные компоненты электронных цепей, электро- и радиоматериалы и радиокомпоненты общего применения. Проводники и диэлектрики. Обмоточные и монтажные провода. Электрические кабели. Припои и флюсы. Электроизоляционные и ферромагнитные материалы.
Основные параметры и классификация конденсаторов. Конденсаторы постоянной и переменной емкости. Подстроечные и проходные конденсаторы. Варикапы. Эквивалентная схема замещения. Система обозначений и маркировки.
Резисторы: основные параметры и классификация, эквивалентная схема замещения; подстроечные резисторы и потенциометры, система обозначений и маркировки.
Намоточные узлы радиоаппаратуры: катушки, вариометры, дроссели и трансформаторы и их система обозначений.
Коммутационные устройства: кнопки, тумблеры, разъемы, клеммы и переключатели и их система обозначений. Исполнительные устройства и электромагнитные элементы: реле и электромагниты, двигатели, пускатели и громкоговорители.
Первичные преобразователи: микрофоны, датчики температуры и влажности.
Кварцевые резонаторы и фильтры. Фильтры на основе ПАВ. (1.5 часа) [3-4,6-8, 13,14,16-18,20]
Лекция № 2. Электрические фильтры. Основные типы фильтров и их характеристика. Активные и пассивные фильтры. Фильтры Бесселя, Баттерворта и Чебышева. Основные схемотехнические решения и методы расчета. Оптимизация параметров фильтра. (2 часа) [3-4,6-8, 13,14,16-18,20]
Лекция № 3. Основы физики полупроводников. Полупроводники: виды, свойства, технологии и основные законы, описывающие происходящие в них физические явления. Кинетические явления в полупроводниках (2 часа) [3-4,6-8, 13,14,16-18,20]
Лекция № 4. Полупроводниковые приборы на основе кинетических явлений. Термопары, элементы Пельте, тензорезисторы и фоторезисторы. Диоды Ганна. Датчики Холла. Терморезисторы: их основные свойства и характеристики (2 часа) [3-4,6-8, 13,14,20]
Лекция № 5. Электронно-дырочный переход и его свойства. Виды электрических переходов. Потенциальная диаграмма электронно-дырочного перехода и его ВАХ. Физические явления в р-п переходах. Виды пробоев р-п перехода. Емкость и толщина р-п перехода. (2 часа) [3-4,6-8, 13,14,20]
Лекция № 6. Полупроводниковые с одним p-n – переходом. Система обозначений полупроводниковых приборов. Эквивалентная схема (схема замещения), параметры и характеристики полупроводниковых приборов. Выпрямительные, универсальные и импульсные диоды. Диоды СВЧ: (смесительные, умножительные, настроечные, генераторные (Ганна), переключательные) диоды Шоттки. Туннельные диоды, Лавинопролетные диоды. Фотодиоды и светодиоды. Варисторы и варикапы. Условные графические обозначения, система характеристик и параметров перечисленных приборов. (2 часа) [3,6-8]
Лекция № 7. Полупроводниковый стабилитрон и его применение. Стабилитроны. ВАХ. Параметры стабилитрона. Параметрический стабилизатор. Принцип работы, основные характеристики и методы расчета. (2 часа) [3,6-8]
Лекция № 8. Биполярные транзисторы (БТ). Принцип работы БТ. БТ p-n-p и n-p-n типа. Технологии изготовления БТ. Сплавные и диффузионные БТ. Инверсное включение. Режимы: отсечки, инверсный, рабочий, насыщения. Характеристика схем включения с ОБ, ОЭ и ОК. ВАХ. Модели. h-параметры и схемы замещения. Основные параметры БТ. Частотные свойства БТ. Однопереходные, лавинные, и многоэмиттерные транзисторы. Система маркировки, обозначений и УГО БТ. (2 часа) [3,6-8]
Лекция № 9. Полупроводниковые приборы с несколькими p-n переходами. Принцип работы, УГО, основные характеристики и параметры тиристоров и их разновидностей: динисторов, тринисторов и симисторов. (2 часа) [3,6-8]
Лекция № 10. Полевые транзисторы. Полевые транзисторы с p-n переходом и каналом n и p – типа: принцип работы и семейство ВАХ. Полевые транзисторы с изолированным затвором и встроенным и индуцированным каналом. КМОП-структуры и технологии их изготовления. Современные технологии на основе напряженного кремния, с УФ иммерсионным слоем. Устройства на основе ПТ: истоковый повторитель, коммутатор аналоговых сигналов, УВХ, источник тока с термостабильной точкой (2 часа) [3,6-8]
Лекция № 11.Элементы силовой электроники. Области допустимых значений ВАХ. Пробои в БТ и их параллельное включение. Мощные FET –транзисторы. IGBT – транзисторы.(2 часа) [3,6-8]
Лекция № 12. Электровакуумные и газоразрядные приборы Тиратроны и неоновые лампы. Вакуумные диоды, триоды, тетроды и пентоды. Основы электронной оптики. Кинескопы. ЭЛТ с электростатическим и магнитным отклонением. Электронные приборы СВЧ - магнетроны, клистроны, лампы бегущей и обратной волны. Волноводы и их виды. Принцип работы радиолокаторов и СВЧ – печей. УВЧ – терапия. (1 часа) [3,6-8] Элементы оптоэлектроники Классификация оптоэлектронных приборов. Оптроны. Полупроводниковые преобразователи изображения и координатно-чувствительные фотоприемники. ПЗС – фотоприемники и фотодиодные матрицы. Нанотрубки. ЖКИ. Электролюминисцентные индикаторы. (1 час) [3,6-8]
Лекция № 13. Усилители электрических сигналов. Определение. Классификация, основные характеристики и параметры усилителей. Параметры усилителей статические и динамические. Режимы усиления класса А, B, С и D и их сравнительная характеристика. Усилительные каскады переменного и постоянного тока: частотные и переходные характеристики. Обратные связи в усилителях: назначение, классификация и методы расчета (2 часа) [3,6-8]
Лекция № 14. Транзисторные усилители электрических сигналов. Усилители на биполярных транзисторах. Схемы включения с ОБ, ОЭ и ОК. Принцип работы усилителя на БТ. Графический и аналитический методы расчета. Статический и динамический режим работы. (2 часа) [3,6-8]
Лекция № 15. Схемотехника транзисторных усилителей. Способы реализации ООС. В усилителях. Термостабилизация. Особенности схемотехники усилителей на полевых транзисторах. Дифференциальный режим работы. Усилительные каскады с динамической нагрузкой и пушпульные каскады. Транзисторы Дарлингтона и составные транзисторы. Усилители мощности и напряжения (предварительные усилители). Усилители постоянного тока. Двухтактные усилители мощности: фазоинверсный каскад, каскады на комплиментарных парах, мостовые схемы. (2 часа) [3,6-8]
Лекция № 16. Многокаскадные и операционные усилители. Многокаскадные усилители. Виды межкаскадной связи. Трансформаторные усилители (мостовые схемы). Усилители постоянного тока. Операционные усилители (ОУ): назначение, основные характеристики (АЧХ, амплитудная и др.) и параметры (входные, выходные, частотные, усилительные, шумовые, стабильности, предельные, динамический диапазон, эксплуатационные). Основные свойства ОУ. Устойчивость усилителей и коррекция их характеристик. (2 часа) [3,6-8]
Лекция № 17. Микросхемотехника. Микросхемы. Классификация ИС. ИС малой, средней и высокой степени интеграции. БИС и СБИС. Технологические операции. Разновидности интегральных схем и технологий их изготовления. Усилители в интегральном исполнении. Аналоговые и цифровые ИС. Базовые элементы цифровых ИС и их сравнительные характеристики. Система условных обозначений ИС. (2 часа) [3,6-8]
Модуль 3. Схемотехника (17 часов, 6-й семестр). Литература основная [3-4] и дополнительная [7,9,10-11,13-14,19]
Лекция № 1. Схемотехника аналоговых устройств. Понятие электрического сигнала и его роль в электронных устройствах. Аналоговые и цифровые сигналы. Последовательные и параллельные интерфейсы. Квазидетерминированные сигналы. Информационные параметры, параметры структуры и параметры сопровождения. Аналоговые интегральные схемы. Система их условных обозначений. Типовые схемы на ОУ: сумматор, дифференциальный усилитель, масштабирующий, интегрирующий и дифференцирующий усилитель, активный фильтр. Специальные схемы на ОУ: выпрямители, гираторы, биометрические усилители. Прочие виды схем аналоговой обработки сигналов: умножители и логарифмические усилители, АМ и FM – детекторы. (2 часа) [7,9,10-11,13-14,19]
Лекция № 2. Интегральные логические схемы. Цифровые ИС: их серии, системы обозначений, основные схемотехнические решения и зарубежные аналоги. Классификация и система обозначения цифровых ИС. Цифровой ключ; базовые элементы ТТЛ, КМПОМ и ЭСЛ - логики. Свойства и сравнительные характеристики современных интегральных систем элементов. Комбинационная и последовательностная логика. Виды логических микросхем. (2 часа) [4,6-8]
Лекция № 2. Цифровая схемотехника. Асинхронные и синхронные триггеры. Триггеры RS, JK и D – типов. Регистры сдвига и параллельные регистры. Счетчики: суммирующие, вычитающие и реверсивные. Шифраторы и дешифраторы, мультиплексоры и демультиплексоры. Цифровые сумматоры и умножители. АЛУ. Программируемые логические матрицы (FPGA), микропроцессоры и микроконтроллеры. Запоминающие устройства: принцип работы и разновидности (4 часа) [4,6-8]
Лекция № 4. Элементы линейно-импульсной схемотехники. Интегрирующие и дифференцирующие цепи. Одновибраторы. Триггеры Шмидта. Компараторы. Аналоговые электронные ключи и коммутаторы. Время-амплитудные конверторы. Амплитудные и временные селекторы и ограничители. Линии задержки аналоговых и импульсных сигналов. Мультиплексоры. [7,9,10-11,13-14,19]
Лекция № 5. Генераторы электрических колебаний. Генераторы импульсов: мультивибраторы, блокинг-генераторы, парафазные генераторы и асимметричные схемы. Генераторы пилообразного напряжения релаксационного типа и с зависимым возбуждением. Генераторы гармонических сигналов. Автогенераторы с емкостной трехточкой. Кварцевый автогенератор. Генераторы с умножением частоты. (4 часа) [3,4,6-8]
Лекция № 6. Преобразователи электрических сигналов. Модемы. Виды модуляции сигналов. АМ, ЧМ, ФМ, ШИМ. Назначение модуляции. АЦП и ЦАП: принцип работы и разновидности. Мультиплексоры. Детекторы: амплитудные, фазовые и синхронные детекторы, частотные дискриминаторы. (2 часа) [3,4,6-8]
Лекция № 7. Источники вторичного электропитания. Вторичные источники питания. Неуправляемые и управляемые выпрямители. Сглаживающие фильтры. Источники эталонного напряжения и тока. Стабилизаторы: параметрические, компенсационные последовательного и параллельного типа, импульсные транзисторные и тиристорные. Инверторы и преобразователи частоты с независимым возбуждением и самовозбуждением. Типовые схемы блоков питания ПК. (2 часа) [3,4,6-9,11-13]
Лекция №8. Основы телекоммуникаций. Прохождение электромагнитных волн через атмосферу. Характеристика радиочастотных диапазонов. Принципы передачи сигналов по радиоканалам. Радиоприемники: детекторные, прямого преобразования и супергетеродины. Трансиверы. Системы АРУ и ФАПЧ. УЗЧ и УНЧ. УПЧ. УВЧ. Общие принципы передачи изображений. Телевизионные стандарты. Системы PAL, NTSC и SECAM. Функциональная схема телевизоров. (2 часа) [3,6-8]
Лекция №9. Основы проектирования РЭА. ЕСКД. Борьба с помехами. Аналоговые и цифровые «земли». Надежность РЭА и методы ее оценки и расчета. Климатическое исполнение РЭА и стандарты электробезопасности. (1 час) [3,6-8]
Лабораторные работы (85 часов). Литература основная [1-3] и дополнительная [5-7]
Модуль 1. Теоретические основы электротехники (34 часа, 4-й семестр). Литература основная [1-3] и дополнительная [5,12]
Вводное занятие. Знакомство с лабораторным стендом в части работ по электротехнике. Изучение и сдача правил техники безопасности (2 часа) [1-3,5,12]
Работа №1. Электроизмерительные приборы. Изучение цены деления аналоговых шкал. Влияние параметров прибора на методическую погрешность измерения токов и напряжений. Классификация электроизмерительных устройств. Основные виды и характеристики промышленных стрелочных и цифровых приборов. Измерение токов и напряжений на участках цепи. Измерение активных сопротивлений. Определение параметров источников тока и напряжения (4 часа) [1-3,5,12, 15,17]
Работа №2. Знакомство с электронным осциллографом. Определение цены деления осциллографа по времени и амплитуде. Понятие о синхронизации, электронной лупе времени. Представление о z-входе и фигурах Лиссажу. Классификация современных осциллографов. USB-осциллографы. Измерение осциллографом частоты, амплитуды и фазовых сдвигов колебаний различной формы (гармонической, прямоугольной, треугольной). Оценка погрешности измерения частоты и напряжения. (4 часа) [1-3,5,12]
Работа №3. Моделирование электрических цепей цепей. Оценка погрешностей измерения токов и напряжений электроизмерительными приборами. Исследование моделей источников тока и напряжения. (4 часа) [1-3,5,12,16]
Работа №4. Исследование цепей постоянного тока. Сложная цепь. Закон Кирхгофа. Метод контурных токов. Метод узловых потенциалов. Применение других методов для расчета электрических цепей (4 часа) [1-3,5,12]
Работа №5. Исследование цепей однофазного переменного тока. Определение параметров катушек резонансными методами. Параллельный и последовательный резонансы. Расчет разветвленных цепей, содержащие R, L и C элементы. (4 часа) [1-3,5,12]
Работа №6. Исследование трехфазной электрической цепи при соединении нагрузки звездой и треугольником/ Анализ цепей при наличии несинусоидальных источников. (4 часа) [1-3,5,12]
Работа №7. Исследование переходных процессов. Дифференцирующая и интегрирующая электрические цепи. (4 часа) [1-3,5,12]
Работа№8. Исследование нелинейных электрических цепей постоянного тока. Снятие ВАХ статическим и динамическим способом. Параллельное и последовательное соединение нелинейных элементов (4часа) [1-3,5,12]
Модуль 2. Компонентная база электронной техники (34 часа, 5-й семестр). Литература основная [3] и дополнительная [6-8,13-20]
Вводное занятие. Знакомство с лабораторным стендом в части работ по электронике. Изучение и сдача правил техники безопасности (2 часа) [3,6-8,13]
Работа № 1.Четырехполюсники. Исследование работы пассивных фильтров. АЧХ, ФЧХ комплексный коэффициент передачи и передаточная функция четырехполюсника. Работа аттенюатора. (3.5 часа) [3,6-8, 13-20]
Работа № 2. Исследование работы термистора. Полупроводниковые приборы на основе кинетических явлений в полупроводниках. (4 часа) [3,6-8, 13-20]
Работа № 3. Исследование работы стабилитрона. Полупроводниковые приборы на основе явлений в электрических переходах. (4 часа) [3,6-8, 13-20]
Работа № 4. Исследование работы биполярного транзистора. Схемы замещения. Системы параметров. Семейства вольтамперных характеристик и вычисление параметров (4 часа) [3,6-8,13]
Работа № 5. Исследование работы униполярного транзистора. Простейшие схемы. Электрически управляемый аттенюатор. (4 часа) [3,6-8,13]
Работа № 6. Оптоэлектронные приборы. Исследование работы фототразисторной оптопары. (4 часа) [3,6-8,13]
Работа № 7. Транзисторный усилитель. Исследование режимов работы усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с ОЭ. Режимы работы усилительных каскадов (A,AB,B,C,D). (4 часа) [3,6-8,13]
Работа № 8. Обратные связи в усилителях. Усиление по постоянному и переменному току. Оценка влияния величины ОС на свойства усилителя. Термостабилизация усилительных каскадов (4 часа) [3,6-8,13]
Модуль 3. Схемотехника (17 часов, 6-й семестр). Литература основная [3,4] и дополнительная [6-8,13-20]
Вводное занятие. Знакомство с лабораторным стендом в части работ по схемотехнике. Изучение и сдача правил техники безопасности (1 час) [3,6-8,10]
Работа № 1. Исследование параметров ОУ. Операционные усилители. Исследование характеристик и параметров операционного усилителя и его работы в режимах дифференциального, масштабирующего усилителя, компаратора, интегратора и дифференциатора. (4 часа) [3,4,6-8,13]
Работа № 2. Исследование параметров базовых элементов цифровых ИС. Интегральные логические схемы. Исследование входных, проходных, выходных и динамических характеристик логических элементов различных серий в соответствии с полученным индивидуальным заданием. (4 часа) [3,4,6-8,13,19]
Работа № 3. Исследование цифровых логических схем. Проектирование логической схемы в среде симулятора. Исследование входных и выходных и динамических характеристик логических элементов. (4 часа) [3,4,6-8,13,19]
Работа № 4. Исследование работы вторичных источников электропитания РЭА. Исследование работы блоков питания и их компонентов. Исследование работы выпрямителя. Исследование простейшего блока питания с параметрическим стабилизатором напряжения. Исследование блоков питания с компенсационным стабилизатором напряжения Исследование импульсных стабилизаторов напряжения (5 часов) [3,4,6-8,13,19]
Расчетное задание (второй модуль – 18 часов в рамках СРС в пятом семестре). Литература [1-13,19]
Расчётное задание по курсу выполняется на тему «Расчет и проектирование активного фильтра» за счёт лимита времени, отводимого на СРС в 5-м семестре. В расчетном задании выполняется расчет фильтра заданного типа с заданными параметрами, разрабатывается его принципиальная электрическая схема и определяется элементная база. Выполнение задания складывается из трех этапов:
1. оценка требований к фильтру и формулирование их в терминах стандартных расчетных параметров;
2. расчет параметров полинома и разбиение его на отдельные физически реализуемые звенья;
3. схемотехническая реализация фильтра и составление пояснительной записки
В целях повышения познавательной активности студентов в рамках выполнения расчётного задания предусматриваются элементы научного поиска и систематизации материала, широкое использование для этих целей ресурсов Интернет, электронных библиотек (http://www.edulib.ru, и др.). Расчётное задание выполняется в соответствии с опубликованными в [13] методическими указаниями по выполнению расчётных заданий, содержащими темы расчётных заданий, литературу, сроки выполнения и отчётности.
Самостоятельная работа (всего 226 часов)
Целью самостоятельной работы студентов является углубление и закрепление их знаний по изучаемым разделам дисциплины. Самостоятельное освоение некоторой части учебного и справочно-методического материала осуществляется в течение всего семестра при выполнении лабораторных работ, расчетного задания и подготовки к экзамену. На подготовку к экзаменам и зачетам в период сессии отведено 108 часов, в том числе на экзамен по электротехнике – 18 часов и 36 часов – на экзамен по электронике и схемотехнике. На подготовку к зачету по компонентной базе электроники и защиту расчетного задания отводится 54 часа. Общий объем СРС в семестре равен 118 часам и распределяется по различным его видам следующим образом:
· подготовка к лекциям из расчета 1 час из расчета 1 час на каждую лекцию 40 часов;
· подготовка к лабораторным работам и их защите (2,5 часа/работу) 78 часов;
· выполнение расчетного задания 18 часов
По семестрам СРС распределяется следующим образом
| Семестр | Подготовка к лекциям | Подготовка к лабораторным работам и их защите | Выполнение и защита расчетного задания | Подготовка к зачету и экзамену | Литература для подготовки к лекциям, сессии | Итого |
| 38 [12] | [1-2,5] | |||||
| 14 [13,14] | 18 [13] | [3,6-8] | ||||
| 26 [13] | [4,9-11] | |||||
| Итого | - |
