Утверждаю icon

Утверждаю


ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет вычислительной техники


Кафедра «Вычислительная техника»


УТВЕРЖДАЮ

Декан ФВТ

________________Б.Д.Шашков

_____________________2001г.


Рабочая программа дисциплины

Электротехника и электроника



по подготовке дипломированных специалистов

по направлению 654600 специальности 220100


Программу разработал к.т.н., доцент

__________ Л.А.Брякин


Программа одобрена на заседании кафедры ВТ,

протокол № от __________________ 2001г.


Зав. кафедрой ВТ д.т.н., профессор

___________ Н.П.Вашкевич


Согласовано: д.т.н., профессор

Председатель НМК ФВТ ___________ П.П.Макарычев

Программа разработана в соответствии со следующими документами:

  • Государственным образовательным стандартом Минобразования РФ по направлению подготовки 654600 и специальности 220100;

  • рабочим учебным планом Пенз.ГУ по специальности 220100;

  • примерной программой дисциплины «Электротехника и электроника».




  1. Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины является изучение основных законов и методов расчёта электрических цепей, принципов работы электродвигателей и генераторов, изучение основных положений электроники, принципов действия электронных приборов, изучение базовых схем электроники и современных элементов ЭВМ, их основных характеристик, параметров и особенностей расчета, изучение программ электронного моделирования цепей и схем.


  1. ^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студенты должны:

-знать:

  • основные законы и методы расчёта линейных электрических цепей,

  • способы упрощённого расчёта нелинейных цепей,

  • способы анализа и синтеза простых электронных схем,

  • принципы работы и сравнительные свойства современных элементов ЭВМ,

  • принципы работы основных полупроводниковых приборов и способы их применения для решения технических задач,

  • проблемы передачи информации и их решения,

  • принципы работы источников вторичного электропитания.


-уметь:

  • пользоваться осциллографом и другой измерительной аппаратурой,

  • уметь моделировать электронные схемы на ЭВМ и объяснять результаты моделирования,

  • уметь пользоваться справочной литературой по микросхемам и другим компонентам схем,

  • уметь выбирать при проектировании элементную базу с учётом решаемых задач,

  • уметь найти простейшие неисправности в разработанных схемах и устранить их,

  • уметь выполнить синтез простейшей схемы, содержащей полупроводниковые компоненты и рассчитать эту схему,

  • уметь разработать или использовать готовые схемные решения при необходимости приёма аналоговой информации с датчиков и подготовки её для передачи в ЭВМ.


-иметь опыт:

  • в расчёте простых линейных и нелинейных цепей,

  • в выборе элементной базы при проектировании спецаппаратуры,

  • в проектировании простых электронных устройств приёма и предварительной обработки информации с датчиков и подготовки к вводу в ЭВМ,

  • в использовании справочной литературы,

  • настройке электронных схем,

  • в использовании средств моделирования для анализа и синтеза электронных схем,

  • в использовании измерительной аппаратуры.

-иметь представление:

  • о перспективах развития электроники и элементной базы ЭВМ,

  • о принципах работы простейших полупроводниковых приборов,

  • о принципах работы основных схем электроники,

  • о принципах работы вторичных источников электропитания,

  • о динамических свойствах современных элементов и о перспективах повышения быстродействия.




  1. Объём дисциплины и виды учебной работы




Вид учебной работы

Всего часов

Семестр

3

4

Общая трудоёмкость дисциплины

238

119

119

Аудиторные занятия

153

85

68

Лекции

85

51

34

Лабораторные работы

68

34

34

Самостоятельная работа, в т.ч. курсовая работа

85

34

51

Вид итогового контроля (экзамен, зачёт)




экзамен, зачёт

зачёт, курс. работа




  1. ^ Содержание дисциплины

    1. Разделы дисциплины и виды занятий




№п\п

Раздел дисциплины

Количество часов

Лекции

Лаб.раб.

Сам.раб

1

Введение. Предмет дисциплины и общие сведения.

2







2

Электрические сигналы, их измерение, наблюдение и применение.

4

6




3

  1. Основные законы и понятия теории цепей.

8

6




4

  1. Основные свойства и эквивалентные параметры электрических цепей при синусоидальных токах.

4

6




5

  1. Методы расчёта электрических цепей при установившихся режимах.

10

2




6

4. Переходные процессы в электрических цепях.

4

4




7

5. Трёхфазная сеть и электрические машины.

2

4




8

6. Полупроводниковые приборы

10

8




9

7. Электронные схемы цифровой техники

23

14




10

8. Электронные усилители

10

10




11

9. Импульсные и линейные схемы электроники

6

8




12

Заключение

2







* - самостоятельная работа в объёме 85 часов отводится на освоение лекционного материала, подготовку к лабораторным занятиям, оформление отчётов по лабораторным занятиям и выполнение курсовой работы.



    1. Содержание разделов дисциплины

Введение.

В1. Предмет дисциплины, её цель, решаемые задачи и структура.

В2. Общие сведения и понятия.

В3. Электрические сигналы и способы их измерения, использования и наблюдения.


1. Основные законы и понятия теории цепей.

    1. Составные части электрических цепей и схем.

    2. Основные законы электрических цепей.

    3. Порядок расчёта электрических цепей. Методы расчёта простейших цепей.

    4. Основные компоненты электрических цепей.

    5. Законы и параметры магнитных цепей.

    6. Задачи анализа и синтеза электрических цепей.

    7. Анализ простейших электрических цепей. Интегрирующие и дифференцирующие цепи и их применение в вычислительной технике.




  1. Основные свойства и эквивалентные параметры электрических цепей при синусоидальных токах.

    1. Источники синусоидальных э.д.с. и их параметры. Амплитудные, средние, действующие значения.

    2. Векторные диаграммы и их применение.

    3. Параметры электрической цепи по переменному току.

    4. Активная, реактивная и полная мощности.




  1. Методы расчёта электрических цепей при установившихся режимах.

    1. Комплексный и операторный методы.

    2. Методы расчёта простейших цепей с помощью комплексного метода.

    3. Метод контурных токов.

    4. Метод узловых потенциалов.

    5. Метод эквивалентного генератора.

    6. Резонансные явления в электрических цепях.

Выводы по разделу


^ 4. Переходные процессы в электрических цепях.

4.1. Переходные процессы в цепях с сосредоточенными параметрами.

    1. Переходные процессы в цепях с распределёнными параметрами.

Выводы по разделу


  1. Трёхфазная сеть и электрические машины.

    1. Преимущества трёхфазной сети и её организация.

    2. Способы подключения нагрузки к трёхфазной цепи.

    3. Электрические машины постоянного и переменного тока. Генераторы и двигатели.

    4. Электробезопасность.

Выводы по разделу


^ 6. Полупроводниковые приборы

6.1. Полупроводники. Общие сведения, основные параметры, собственный и примесный полупроводники, токи в полупроводниках.

6.2. Полупроводниковый диод

6.2.1. Контактные явления в полупроводнике, pn-переход и его свойства.

6.2.2. Характеристики и параметры диодов.

6.2.3. Особенности расчета схем с диодами и модели диодов.

6.2.4. Разновидности диодов и области их применений. Маркировка диодов.

6.3. Биполярные транзисторы

6.3.1. Общие сведения. Принципы работы.

6.3.2. Основные схемы включения транзисторов.

6.3.3. Модели транзистора. Эквивалентные схемы биполярного транзистора.

6.3.4. Динамические и статические свойства транзисторов.

6.3.5. Маркировка транзисторов.

6.4. Полевые транзисторы. Общие сведения, транзисторы с управляющим р-п переходом и МДП-транзисторы: принцип работы, основные свойства и характеристики, условные обозначения.

6.5. Разновидности полупроводниковых приборов. Тиристоры и области их возможных применений. Оптотиристоры, фототранзисторы, оптроны, транзисторы с проницаемой базой.

Выводы по разделу


^ 7. Электронные схемы цифровой техники

7.1. Общие сведения. Элементы ЦВМ, условные обозначения на схемах, логические функции И, ИЛИ, НЕ и их физическая реализация: диодная и транзисторная логика.

7.2. Транзисторный ключ.

7.2.1. Статика транзисторного ключа. Основная схема, особенности функционирования и расчета.

7.2.2. Динамика транзисторного ключа. Модель ключа, этапы переключения, расчет продолжительности этапов.

7.2.3. Способы повышения быстродействия транзисторных ключей. Проблема быстродействия, форсирующий диод, нелинейная отрицательная обратная связь, транзистор Шотки.

7.3. Диодно-транзисторные логические элементы (ДТЛ). Базовая схема, принцип работы, реализуемая логическая функция, расчетные соотношения.

7.4. Транзисторно-транзисторные логические элементы (TТЛ).

7.4.1. Общие сведения. Классификация.

7.4.2. ТТЛ с простым инвертором. Схема и принцип работы, расчетные соотношения.

7.4.3. ТТЛ со сложным инвертором. Базовая схема, принципы работы в статике и динамике, статические характеристики, входные диоды, способ коррекции передаточной функции, расчетные соотношения, проблема борьбы с помехами по цепи питания и ее решение.

7.4.4. Схемные разновидности ТТЛ. ТТЛ с диодами Шотки, с повышенной нагрузочного способностью, с открытым коллектором, с расширением по ИЛИ, с тремя состояниями (магистральные усилители).

7.5. Эмиттерно-связанные логические элементы (ЭСЛ). Базовая схема, принципы работы в статике и динамике, особенносги расчета с учетом динамики, проблема формирования опорного напряжения, выполняемые логические функции.

7.6. Логические элементы на МДП-транзисторах. Основные схемные решения, КМДП-элементы, логические функции.

7.7. Сравнительные свойства и области применений рассмотренных элементов и технологий.

7.8. Преобразователи логических уровней.

7.9. Триггеры ЦВМ.

7.9.1.Общие сведения.

7.9.2. RS-триггеры.

7.9.3. D- и JK-триггеры. Использование этих триггеров для реализации пересчётных схем.

Выводы по разделу


^ 8. Электронные усилители.

8.1. Общие сведения. Классификация, свойства и характеристики усилителей, обратная связь и ее влияние на свойства усилителей. Многокаскадный усилитель: проблема повышения коэффициента усиления, способы связи каскадов и особенности расчета многокаскадных усилителей.

8.2. Усилительные каскады.

8.2.1. Общие сведения. Проблема выбора и стабилизации положения рабочей точки.

8.2.2. Каскад с общим эмиттером. Графический и аналитический расчет, организация цепей автоматического смещения рабочей точки, особенности расчета граничных частот усиления.

8.2.3. Каскады с общим коллектором и общей базой. Особенности расчета.

8.2.4. Дифференциальный каскад. Особенности работы и расчета.

8.2.5. Выходные каскады усилителей. Основные схемные решения, режимы работы транзисторов, классы усилителей, защита от короткого замыкания.

8.3. Операционные усилители и усилители постоянного тока. 4.3.1 Общие сведения. Проблема дрейфа нуля.

8.3.2. Операционный усилитель в составе решающего усилителя. Основные правила расчета схем на операционных усилителях с отрицательной обратной связью, выполнение математических операций с помощью операционных усилителей.

8.3.3. Основные статические свойства операционных усилителей. Коэффициент усиления без обратной связи, диапазон выходных сигналов, смещение и дрейф нуля, входное сопротивление и входные токи, минимальное сопротивление нагрузки и другие параметры.

8.3.4. Основные динамические свойства. Граничная частота усиления, частота единичного усиления, скорость слежения. 4.3.5 Организация цепей коррекции и балансировки операционного усилителя.

8.3.6. Особенности организации каскадов операционного усилителя. Проблема повышения коэффициента усиления и ее решение с помощью генераторов стабильного тока, другое применения генераторов в сосгаве усилителя, проблема входного сопротивления.

Выводы по разделу


^ 9. Импульсные и линейные схемы электроники.

9.1. Генераторы и формирователи прямоугольных импульсов. Мультивибраторы и одновибраторы, реализация на транзисторах, логических элементах и на операционных усилителях, блокинг-генераторы.

9.2. Генераторы пилообразных напряжений.

9.3. Генераторы гармонических сигналов.

9.4. Активные фильтры.

9.5. Источники питания. Общие сведения, основные параметры. Линейные и импульсные источники. Стабилизаторы параметрические и компенсационные.

Выводы по разделу

Заключение. Перспективы развития электроники применительно к средствам вычислительной техники.


  1. ^ Лабораторный практикум



п\п

№ раздела дисцип.

Наименование лабораторной работы

Количество часов

1

1

Изучение лабораторного оборудования

6

2

1

Экспериментальная проверка основных законов электрических цепей

6

3

1

Исследование интегрирующих и дифференцирующих цепей

4

4

2

Исследование простейших электрических цепей на переменном токе

6

5

2

Исследование резонансных явлений в электрических цепях

4

6

4

Изучение особенностей прохождения сигналов в длинных линиях

2

6

5

Изучение особенностей работы трёхфазных сетей

2

7

6

Изучение свойств и областей применения полупроводниковых диодов

6

8

6, 8

Изучение свойств биполярных транзисторов и применение их в усилительных каскадах.

4

9

6, 8

Полевые транзисторы и их применение в усилителях.

2

10

7

Изучение схемотехники транзисторных ключей и транзисторной логики.

6

11

7

Транзисторно-транзисторная логика.

6

12

8

Операционные усилители и их возможные применения.

6

13

9

Изучение импульсных и линейных схем электроники.

4

14

9

Изучение схемы стабилизации напряжения.

4




  1. ^ Курсовая работа

Типовая курсовая работа посвящается проектированию устройства предварительной обработки аналогового сигнала с заданными функциональными возможностями с применением современных цифровых микросхем и операционных усилителей и расчету простейшего электронного узла и проверке правильности расчета путем моделирования на ЭВМ. Источником информации при этом может служить какой-либо датчик с аналоговым выходом.



  1. ^ Материально-техническое обеспечение

Лабораторный практикум базируется на применении универсальных стендов-конструкторов и на применении программ моделирования электронных схем «Electronics Workbench».



  1. Рекомендуемая литература

Основная

1. В.Г.Гусев, Ю.М.Гусеа. Электроника.- М.: ВШ, 1982г.

2. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники.- М.: Сов. радио. 1980г.

3. Пасынков В.В.„ Чиркин Л.Е. Полупроводниковые приборы." М.: ВШ, 1987г.

4 Агаханян Т.М. Интегральные микросхемы.- М,: 'Энергоатомиздат, 1983г.

5. И.М.Викулин, В.И.Стафеев. Физика полупроводашковых приборов.- М.: Радио и связь, 1990 г.

6. Л.А.Брякин. Электронные схемы средств вычислительной техники. Методические указания к лабораторным работам. РИО ППИ. Пенза, 1991г.

7. Л.А.Брякин. Цифровые и аналоговые элементы вычислительной техники. Методические указания к лабораторным работам. РИО ППИ. Пенза, 1990 г.

8. Л.А.Брякин. Аналоговые и цифровые элементы и узлы ЭВМ. Методические указания к практическим занятиям. РИО ППИ, Пенза, 1994г.

9. Н.М.Соломатин. Логические элементы ЭВМ.

  1. Л.А. Брякин. Особенности расчёта и применения электронных схем в средствах вычислительной техники. Методические указания к курсовой работе. РИО ПГУ. Пенза, 1999г.

  2. Л.А.Бессонов. Теоретические основы электротехники. - М.: ВШ, 1973.- 752с., ил. –200 экз.

  3. Л.Р.Нейман, К.С.Демирчян. Теоретические основы электротехники. В двух томах. Т.1. Л.: Энергия, 1975. – 524с., ил . Т.2. Л.: Энергия, 1975. – 408с., ил.

  4. Г.Г.Рекус, А.И.Белоусов. Сборник задач по электротехнике и основам электроники. М.: ВШ, 1991. – 416с, ил.

  5. В.В.Крылов, С.Я.Корсаков. Основы теории цепей для системотехников. – М.: ВШ, 1990.-224с. ил.



Дополнительная.

1. П. Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники. В двух томах,-М.: .Мир, 1983г.

2. Ю.Е.Наумов. Интегральные логичестше схемы.- М.: Сов. радио, 1970г.

3. Е.П.Угрюмов. Элементы и узлы ЭЦВМ." М.: ВШ, 1976г.

  1. И.Е.Ефимов и др. Микроэлектроника.- М.: ВШ, 1987г.

  2. К.В.Шалимова. Физика полупроводников.- М.: Энергия, 1971г

  3. Сборник задач по теоретическим основам электротехники: Учеб. пособие. / Л.А.Бессонов, И.Г.Демидова, М.Е.Заруди и др.; Под ред. Л.А.Бессонова.- М.: ВШ, 1980 – 472с., ил.

  4. Н.М.Белоусова, О.В.Толчеев. Преподавание электротехники. – М.: ВШ, 1988.- 191с., ил.

  5. М.Ю.Анвельт, Ю.Х.Пухляков, М.А.Ушаков. Электротехника. – М.: Учпедгиз, 1963. – 240с., ил.




  1. Переутверждение программы на очередной учебный год




Учебный год

Учебные группы

Решение кафедры, № протокола, дата, подпись зав. кафедрой

Решение выпускающей кафедры, № протокола, дата, подпись зав. кафедрой

Лектор разработчик программы

№ изменения













































































































Примечание: тексты изменений прилагаются.




Скачать 156.01 Kb.
оставить комментарий
Л.А.Брякин
Дата29.09.2011
Размер156.01 Kb.
ТипПрограмма, 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

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
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх