Примерная программа дисциплины схемотехника электронных средств рекомендуется Минобразованием России для направлений подготовки дипломированных специалистов icon

Примерная программа дисциплины схемотехника электронных средств рекомендуется Минобразованием России для направлений подготовки дипломированных специалистов


Смотрите также:
Примерная программа дисциплины материаловедение и материалы электронных средств рекомендуется...
Примерная программа дисциплины метрология...
Примерная программа дисциплины физические основы микроэлектроники рекомендуется Минобразованием...
Примерная программа дисциплины технология электронно вычислительных средств рекомендуется...
Примерная программа дисциплины проектирование и производство сварных и паяных конструкций...
Примерная программа дисциплины контроль качества сварных и паяных соединений Рекомендовано...
Примерная программа дисциплины основы теплопередачи при сварке и пайке Рекомендовано...
Примерная программа дисциплины теория сварочных процессов Рекомендовано Минобразованием России...
Примерная программа дисциплины технологические основы способов сварки и пайки...
Примерная программа дисциплины безопасность жизнедеятельности рекомендуется Минобразованием...
Примерная программа дисциплины безопасность жизнедеятельности рекомендуется Минобразованием...
Примерная программа дисциплины безопасность жизнедеятельности рекомендуется Минобразованием...



Загрузка...
скачать


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


УТВЕРЖДАЮ

Руководитель Департамента

образовательных программ и стандартов

профессионального образования

_______________ Л.С.Гребнев

«____»______________ 2001 г.


ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

СХЕМОТЕХНИКА ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ




Рекомендуется Минобразованием России

для направлений подготовки дипломированных специалистов

654300 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

и бакалавров и магистров

^ 551100 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ



  1. Цели и задачи дисциплины

Предметом курса "Схемотехника электронных средств" является изучение вопросов, связанных с устройством и построением типовых электронных узлов различных автоматизированных систем контроля и управления физическими объектами и процессами.

Целью дисциплины является обучить студентов принципам анализа и расчета типовых, схемотехнических решений, используемых при построении электронных схем, а также комплексу вопросов, связанных с синтезом, эффективным использованием и правильной эксплуатацией аналоговых, импульсных и цифровых электронных устройств автоматизированных систем контроля и управления.


2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

В результате изучения дисциплины студент должен

ЗНАТЬ:

- принципы функционирования, методы анализа и способы расчета устройств аналоговой, импульсной и цифровой электроники,

- принципы выбора и практической реализации наилучшего метода расчета электронных схем в установившихся (статических) и переходных (динамических) режимах;

УМЕТЬ:

- выбирать оптимальные с точки зрения решения поставленной задачи типовые схемотехнические решения для реализации электронных устройств;

- синтезировать структурную схему электронного устройства, предназначенного для решения поставленной задачи;

- обобщать динамические показатели электронных устройств, используя понятия передаточной функции, амплитудной и фазовой характеристик;

- рассчитать узлы аналоговых, импульсных и цифровых электронных устройств.


3. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

Общая трудоемкость дисциплины

110

5

Аудиторные занятия

68

5

Лекции

51

5

Практические занятия (ПЗ)







Семинары (С)

-

-

Лабораторные работы (ЛР)

17

5

И (или) другие виды аудиторных занятий

-

-

Самостоятельная работа

42

5

Курсовой проект (работа)







Расчетно-графическая работа

-

-

Реферат

-

-

И (или) другие виды самостоятельной работы

-

-

Вид итогового контроля

(Зачет, экзамен)

экзамен

5


4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ (или С)

ЛР

1.

Введение

*

-

-

2.

Основные свойства и математическое описание аналоговых усилительных устройств.

*

*

-


3.

Усилительные каскады на биполярных и полевых транзисторах.

*

-

-

4.

Многокаскадные усилители.

*

-

-

5.

Операционные усилители.

*

-

-

6.

Преобразователи аналоговых сигналов на основе операционных усилителей

*

-

-

7.

Устройства сравнения аналоговых сигналов

*

-

*

8.

Импульсные усилители мощности

*

-

-

9.

Источники вторичного электропитания

*

-

-

10.

Представление цифровой информации электрическими сигналами, классификация и способы описания цифровых устройств

*

-

-

11.

Минимизация структуры логических устройств

*

*

*

12.

Комбинационные логические устройства

*

-

*

13.

Последовательностные логические устройства

*

*

*

14.

Арифметико-логическое устройство

*

-

-

15.

Базовые логические элементы

*

-

*

16.

Генераторы на логических элементах и таймеры

*

-

*

17.

Полупроводниковые запоминающие устройства

*

-

-

18.

Логические устройства с программируемыми характеристиками

*

-

-

19.

Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи

*

-

-

20.

Заключение

*









4.2. Содержание разделов дисциплины

4.2.1. Введение

Назначение электронных средств и современные принципы их проектирования. Качественные показатели электронных средств и их связь с микроэлектроникой.

Аналоговые, импульсные и цифровые электронные системы: основные особенности и свойства, сравнительный анализ, преимущества и недостатки.

4.2.2.Основные свойства и математическое описание аналоговых усилительных устройств

Назначение, структурная схема, классификация, основные параметры и характеристики усилительных устройств. Типы усилителей (постоянного и переменного тока, широкополосный, избирательный и т.д.).

Обратная связь как основа синтеза усилительных устройств с заданными свойствами ( классификация, влияние на основные параметры усилительного устройства).

Математическое описание усилительных устройств. Логарифмические амплитудные и фазовые характеристики. Связь логарифмических характеристик с параметрами усилителей. Синтез устройств с заданными свойствами. Понятие об устойчивости усилителя.

4.2.3. Усилительные каскады на биполярных и полевых транзисторах

Усилитель на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером и истоком. Основные параметры. Классы усиления. Типовые схемы смещения, методика термостабилизации, эквивалентная схема. Методики расчета.

Эмиттерный и истоковый повторитель. Основные области применения и характеристики.

Дифференциальный усилитель, основные характеристики, особенности построения и области применения. Температурная стабильность. Схемы источников постоянного напряжения и тока, токовое зеркало. Использование транзисторов в качестве активной нагрузки усилительного каскада. Улучшение характеристик дифференциальных усилителей (использование схем источников тока, составных транзисторов и комбинированных схем на полевых и биполярных транзисторах).

Оконечные усилители мощности. Принципы построения, условия работы. Реализация различных режимов усиления. Способы согласования с нагрузкой. Усилители на комплиментарных транзисторах. Способы защиты от перегрузки. Основные расчетные соотношения. Применение составных транзисторов.


4.2.4. Многокаскадные усилители

Виды межкаскадных связей. Особенности выполнение межкаскадных связей по постоянному и переменному токам. Методика расчета RC-цепей связи по заданным частотным свойствам. Усилители постоянного тока. Построение частотных и фазовых характеристик.

4.2.5. Операционные усилители

Назначение. Основные допущения. Условное графическое обозначение. Принципы построения, структурная схема типового операционного усилителя, особенности схемотехники, основные параметры и характеристики. Применение цепей частотозависимой и частотонезависимой обратной связи.

4.2.6. Преобразователи аналоговых сигналов на базе операционных усилителей

Построение функциональных преобразователей на основе операционного усилителя: суммирующие, вычитающие, интегрирующие, дифференцирующие, логарифмические усилители, функциональные преобразователи, источники тока и напряжения, ограничители уровня - назначение, принципы построения, типовые схемные решения, основные параметры и расчетные соотношения.

4.2.7. Устройства сравнения аналоговых сигналов

Однопороговые и двухпороговые сравнивающие устройств на основе операционного усилителя, триггеры Шмита: назначение, типовые схемы включения, условное обозначение, точность порогов срабатывания и отпускания, основные параметры, характеристики и расчетные соотношения.

Интегральные компараторы: особенности построения, функциональные возможности, основные параметры и характеристики, типовые схемы включения, расчетные соотношения.


4.2.8. Импульсные усилители мощности

Области применения, преимуществ и недостатки импульсных усилителей мощности. Обобщенная структурная схема. Методы импульсного усиления электрического сигнала. Основные требования к импульсным усилителям мощности. Статические и динамические потери при актином и активно-индуктивном характере нагрузки. Режимы импульсного усиления мощности. Типовые схемные решения. Методы снижения потерь. Основные расчетные соотношения.


4.2.9. Источники вторичного электропитания

Назначение, основные свойств и характеристики, структурные схемы. Выпрямители: схемы одно и двухполупериодных выпрямителей, принципы функционирования, основные свойства и расчетные соотношения. Фильтры: основные типы, свойства, области применения и расчетные соотношения.

Источники вторичного электропитания непрерывного и импульсного действия. Особенности построения стабилизаторов напряжения и тока. Основные схемы импульсных регуляторов, физика работы, свойства, основные расчетные соотношения.

Стабилизирующие и нестабилизирующие преобразователи напряжения: назначение, основные типы и их свойств. Методы стабилизации выходных параметров и повышения энергетической эффективности. Основные тенденции и перспективы развития.

4.2.10. Представление цифровой информации электрическими сигналами, классификация и способы описания цифровых устройств.

Особенности представления информации электрическими сигналами.

Понятие логических констант, переменным, функций, их представления электрическими сигналами. Способы представления логических функций; словесное описание, алгебраическая форма записи (дизъюнктивная и конъюнктивная формы ), таблицы истинности, кубические комплексы. Взаимное преобразование логических функций, логические элементы. Переход от логических функций к структурным схемам и обратно. Классификация логических устройств.

4.2.11. Минимизация структуры логических устройств

Цель минимизации структуры логических устройств. Общие принципы минимизации. Покрытие функции алгебры логики минимальной стоимости. Минимизация с использованием карт Вейча (Карно) и методов "машинной" минимизации.

4.2.12. Комбинационные логические устройства

Функционально полные системы логических элементов. Синтез логических устройств в заданном базисе логических элементов. Особенности построения логических устройств на реальной элементной базе (использование элементов с заданным числом входов). Типовые комбинационные логические устройства: шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, цифровые компараторы, преобразователи кода - назначение структура построения, основные свойства и характеристики.

4.2.13. Последовательностные логические устройства

Назначение триггеров, их классификация и методы описания. Типы триггеров: одноступенчатые триггеры (асинхронный и синхронный RS-триггер, D-триггер, Т-триггер), двухступенчатые триггеры (RS-триггер, JК-триггер), триггеры с динамическими входами (RS-триггер, JК-триггер) назначение и принципы построения. Триггеры с комбинированными входами.

Синтез последовательностных устройств: понятие состояния цифрового автомата (ЦA), обобщенная структурная схема ЦА, определение объема памяти ЦА. Методы синтеза ЦА, переход от таблицы состояния к логической схеме и обратно, функциональные узлы последовательностных логических устройств: счетчики - назначение, классификация, способы переноса сигнала, основные типы (двоичные, двоично-кодированные, реверсивные); регистры - назначение, классификация, основные типы (параллельные, последовательные); организация межрегистровых связей.

4.2.14. Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

Сумматоры: полусумматоры, одно- и многоразрядные сумматоры, алгоритмы функционирования, основные уравнения и структурные схемы.

Структура арифметико-логического устройства. Реализация арифметических и логических операций. Схемотехническая организация АЛУ.

4. 2.15. Базовые логические элементы (БЛЭ)

Классификация и основные требования к логическим элементам: совместимость входных и выходных сигналов, нагрузочная способность, свойства квантования сигнала помехоустойчивость.

Характеристики логических элементов; амплитудная переходная, входная и выходная характеристики; статические, динамические и интегральные параметры логических элементов. Классификация и основные области применения различных БЛЭ. БЛЭ транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ); состав базовых элементов, схемотехника, принципы работы, способы повышения быстродействия, разновидности и основные параметры .

БЛЭ эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ): состав базовых элементов, схемотехника, принципы работы, способы повышения быстродействия, разновидности и основные характеристики.

БЛЭ логика на МДП-транзисторах (п-МОП, р-МОП, КМОП): состав базовых элементов, схемотехника, принципы работы, разновидности и основные характеристики.

БЛЭ интегральной инжекционной логики (И2Л): схемотехника, разновидности, основные характеристики, принципы работы и построения структуры.

4. 2.16. Генераторы на логических элементах и таймеры

Назначение и основные характеристики, принципы построения и типы генераторов. Автогенераторы и одновибраторы на элементах ТТЛ логики, автогенераторы на элементах КМОП логики (условия генерации, расчет длительности и периода импульсов).

Интегральные таймеры: область применения и структурная схема, принцип действия, основные схемы включения (автоколебательный и заторможенный генераторы).


4.2.17. Полупроводниковые запоминающие устройства (ЗУ)

Основные определения и классификация. Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ); структура при одномерной и двумерной организации, способы наращивания объема памяти на заданной элементной базе. Типы элементарных запоминающих элементов на биполярных и полевых транзисторах (запоминающие элементы статических ЗУ на биполярных транзисторах с диодами Шотки, на ЭСЛ-элементах, на структурах И2Л, на МОП и КМОП транзисторах, элементы ЗУ динамического типа). Постоянные запоминающие устройства. Характеристики и параметры полупроводниковых ЭУ. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ): классификация, принципы построения, основные характеристики и области применения. Масочные, прожигаемые и репрограммируемые ПЗУ: схемотехника базовых запоминающих ячеек, принципы работы и изготовления, методы программирования и репрограммирования.

4.2.18. Логические устройства с программируемыми характеристиками

Назначение и область применения программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Обобщенная структура и классификация. Программируемая матричная логика, программируемые логические матрицы, базовые матричные кристаллы: особенности структуры и схемотехническая реализация. Применение мультиплексора в качестве универсального логического элемента.

4.2.19.Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи (АЦП и ЦАП)

Классификация, основные определения и характеристики ЦАП и АЦП. Типовые схемы построения ЦАП. ЦАП с суммированием токов: типовая схема, основные параметры и характеристики, использование интегральных схем при построении ЦАП.

Основные типы АЦП-АЦП: последовательного счета со счетчиком (циклические и нециклические), поразрядного уравновешивания, параллельного преобразования, с интегрированием. Основные свойства и характеристики, области применения, типовые схемы, принципы работы. Применение специализированных интегральных микросхем при построении АЦП.

Преобразователи напряжения-частота: основные параметры и характеристики, типовые схемы, принципы действия. Особенности применения типовых интегральных микросхем преобразователя.

4.2.20. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Автоматизация процессов проектирования логической структуры БИС и СБИС. Кремниевые компиляторы. Перспективы развития электроники, функциональная электроника.


5. Лабораторный практикум

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

1.

4.2.7.

Изучение компараторов напряжения на основе операционного усилителя

2.

4.2.15

Изучение базовых логических элементов серий ТТЛ и КМОП

3.

4.2.11, 4.2.12, 4.2.13, 4.2.16

Проектирование и экспериментальное исследование цифровых устройств с заданными свойствами.


6.Учебно-методическоеобеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература

а) основная литература

Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника. Под. Ред. Глудкина О.П. – М.: Радио и связь, 1996 г. – 768 с.

Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника. /Полный курс/: Учебник для вузов, Под. Ред. Глудкина О.П. – М.: Горячая линия – Телеком, 1999 г. – 768 с.


б) дополнительная литература

Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. Издание второе. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2000 г. – 488 с.

Прянишников В.А. Электроника (Курс лекций). – Санкт-Петербург: КОРОНА-принт, 1998 г. – 398 с.

Хоровец П. и Хилл У. Искусство схемотехники, Пер с англ. В 3-х томах. М.: Мир, 1993 г.


6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


7. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Программа составлена в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению 551100 /Проектирование и технология электронных средств/ и по направлению подготовки дипломированного специалиста 654300 /Проектирование и технология электронных средств/.


Программу составил:

Опадчий Юрий Федорович, д.т.н., РГТУ-МАТИ. им. К.Э. Циолковского.


Программа одобрена 8 июня 2000 г. на заседании учебно-методического совета по направлению 551100 и учебно-методической комиссии по специальностям 200800 и 220500 .


Председатель Совета УМО по образованию Пузанков Д.В.

в области автоматики, электроники, микро-

электроники и радиотехники





Скачать 169.39 Kb.
оставить комментарий
Дата28.09.2011
Размер169.39 Kb.
ТипПримерная программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх