Учебная программа дисциплины дисциплина “ Электроника ” Направление 65200 “Мехатроника и робототехника” icon

Учебная программа дисциплины дисциплина “ Электроника ” Направление 65200 “Мехатроника и робототехника”


Смотрите также:
Учебная программа дисциплины дисциплина Информатика Направление...
Учебная программа дисциплины дисциплина Технология роботизированного производства Направление...
Учебная программа дисциплины дисциплина Основы моделирования систем Направление...
Учебная программа дисциплины дисциплина Теория автоматического управления Направление 652000...
Учебная программа дисциплины дисциплина Теория автоматического управления Направление 652000...
Учебная программа дисциплины дисциплина Прикладное программирование...
Учебная программа дисциплины дисциплина Микропроцессорные устройства и их программное...
Рабочая программа дисциплины электрические и гидравлические приводы мехатронных и...
Программа вступительных испытаний в магистратуру по направлению 221000 «Мехатроника и...
Список конкурсных работ секции №5 «Электроника, приборостроение, мехатроника и робототехника»...
Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования направление...
Рабочая программа дисциплины философия направление ооп: 221000«Мехатроника и робототехника»...



Загрузка...
скачать
Министерство образования Российской федерации

Красноярский государственный технический университет


УТВЕРЖДАЮ

Декан электромеханического факультета

____________ Дубровский И.Л.

" ____ " ___________ 2001г.


УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина “ Электроника ”

Направление 65200 “Мехатроника и робототехника”

Специальность 210300 – “Роботы и робототехнические системы”

Факультет “Электромеханический “

Кафедра “Роботехники и технической кибернетики”

Красноярск, 2001 г.

^ УЧЕБНАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 65200 "Мехатроника и робототехника" специальности 210300 – Роботы и робототехнические системы

Программу составили доцент ______________/^ Голых Ю.Г./

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК

Заведующий кафедрой ______________________ /Г.Б. Масальский /

«___» _________________ 200 _ г.

Образовательная программа обсуждена на заседании кафедры РиТК «___» _________________ 200 _ г. Протокол № ________

Заведующий кафедрой ______________________ /^ Г.Б. Масальский /

Дополнения и изменения в рабочей программе на 200 _/ _ учебный год.

В рабочую программу вносятся следующие изменения _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры РиТК «__» _________ 200__г. Протокол № ________

Заведующий кафедрой ________________/ Г.Б. Масальский /

Внесенные изменения утверждаю:

Декан факультета ____________________/ И. Л. Дубровский /
^

1. Цели и задачи дисциплины


Основные цели изучения курса:

  1. знание назначение электронных приборов и компонентов, способов описания их поведения и принципа действия основных приборов;

  2. умение снимать характеристики и определять параметры, ориентироваться в справочниках;

  3. первоначальный опыт критического анализа достоинств и недостатков разных приборов, понимание основных принципов выбора приборов и компонентов;

  4. моделировать электронные устройства.
^

2. Требования к уровню освоения содержания


Студент должен знать: назначение пассивных и активных электронных элементов; обозначения электронных компонент и устройств; основные метрологические правила, требования и нормы; принципы работы электронных элементов и устройств;

уметь: сознательно создавать на базе отдельных элементов электронные устройства; снимать характеристики электронных элементов и устройств; разобраться в работе и проводить наладку различных устройств.

Курс базируется на следующих дисциплинах: физика; математика; электротехника.
^

3. Объем дисциплины и виды учебной работы





Вид учебной работы

Всего

Час

Семестры

5

6

Общая трудоемкость дисциплины

140

70

70

Аудиторные занятия

102

51

51

Лекции

68

34

34

Лабораторные работы (ЛР)

34

17

17

Самостоятельная работа

38

19

19

Курсовая работа

20




20

Расчетное задание (РЗ)

1РЗ




1РЗ

Вид итогового контроля (зачёт, экзамен)



Зачет

экзамен
^

4. Содержание дисциплины

4.1.Тематический план


№п/п

Раздел дисциплины

Лек

Лаб

Сам

1

Введение

2

2




2

Пассивные элементы электронных устройств

6

2

2

3

Полупроводниковые элементы электронных устройств

6

4

4

4

Усилители электрических сигналов

6

6

4

5

Аналоговые преобразователи электрических сигналов

10

2

3

6

Импульсные устройства

10

4

5

7

Источники электропитания электронных устройств

5

2

6

8

Цифровые логические элементы

14

12

6

9

Компоненты оптоэлектроники и индикаторные приборы

6




2

10

Моделирование электронных устройств

2




6

11

Заключение

1






^

4.2 Содержание разделов дисциплины

1 Введение (2+2)


Цели, задачи, содержание курса. Коммутационное оборудование. Характеристика сигналов. Надежность, долговечность и стабильность работы полупроводниковых приборов. Электровакуумные приборы.

Самостоятельная работа. Контактные схемы управления.
^

2 Пассивные элементы электронных устройств (6+4+2)


Источники тока и напряжения. Резисторы, конденсаторы индуктивности, трансформаторы. Коммутационное оборудование. Обозначение и маркировка.

^ Самостоятельная работа. Пассивные элементы электронных цепей. Классификация, параметры, маркировка, конструктивное оформление: резисторов общего назначения; катушек индуктивности; конденсаторов.


^

3 Полупроводниковые элементы электронных устройств(6+4+4)


Двухполюсные активные компоненты электронных цепей. Выпрямительные диоды. Вольт -амперная характеристика. Основные параметры диодов. Стабилитроны. Диоды Шотки. Варикапы.

Многослойные полупроводниковые структуры. Интегральные схемы. Неуправляемые переключатели диод-тиристоры. Вольтамперная характеристика, параметры. Управляемые переключатели тиристоры, симмисторы. Параметры и характеристики тиристоров.

Устройство биполярных транзисторов и принцип их работы. Физические процессы в биполярных транзисторах. Биполярный транзистор как управляющий элемент электронных цепей; схемы его включения и семейства вольтамперных характеристик. Статические параметры биполярного транзистора. Схема Дарлингтона. Предельно допустимые и основные параметры биполярного транзистора. Схемы замещения.

Униполярные (канальные, полевые) транзисторы. Униполярный транзистор с изолированным затвором. Параметры и свойства полевых транзисторов.

Силовые полупроводниковые приборы.

^ Самостоятельная работа. Энергетические диаграммы металлов, диэлектриков и полупроводников. Контактные явления в полупроводниках. Контакт двух полупроводников с различными типами проводимости. Контакт между металлом и полупроводником. Туннельные диоды. Обращенный диод. Высокочастотные диоды. Методы изготовления диодов. Физические процессы в диод-тиристоре.

Совместная работа транзистора с другими компонентами электронных цепей. Типы биполярных транзисторов (бездрейфовые, дрейфовые, лавинные транзисторы). Частотные свойства и переходные характеристики биполярных транзисторов. Типы биполярных транзисторов. Частотные характеристики. Однопереходные транзисторы. Эквивалентные схемы: физические параметры, h-параметры (y,z). Модель Эберса-Молла. Технология изготовления полевых транзисторов.


^

4 Усилители электрических сигналов (6+6+4)


Квалификация усилителей. Качественные показатели усилителей. Однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе. Графо-аналитический анализ. Методы стабилизации рабочей точки. Эмиттерный повторитель. Многокаскадные усилители. Виды межкаскадных связей. Усилители мощности. Режимы работы. Однотактные и двухтактные усилители. Усилитель на полевых транзисторах.

Дифференциальный усилитель. Основные параметры и характеристики операционных усилителей. Классификация усилителей. Способы включения операционного усилителя. Схемы электронных устройств на операционном усилителе.

^ Самостоятельная работа. Усилительный каскад с ОБ. Связь между каскадами. Многокаскадные усилители. Мощные усилительные каскады. Бестрансформаторные выходные каскады. Предельная чувствительность и шумы усилителей. Повторитель на полевом транзисторе.

Усилители с непосредственной связью. УПТ построенные по принципу модулятор-демодулятор. Устойчивость УПТ и их коррекция характеристик.
^

5 Аналоговые преобразователи электрических сигналов (10+2+3)


Интегратор, сумматор и дифференциатор на операционном усилителе. Активные фильтры. Коммутаторы аналоговых сигналов. Генераторы сигналов. Модуляторы и демодуляторы сигналов. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП).

Самостоятельная работа. Генераторы гармонических колебаний. LC-генераторы. RC-генераторы. Перемножители сигналов.

^

6 Импульсные устройства (10+4+5)


Основные параметры импульсных устройств. Электронные ключи. Ключевой режим работы транзистора. Импульсный режим работы операционного усилителя. Компараторы. Триггер Шмитта. Мультивибраторы. Формирователи импульсных сигналов.

Самостоятельная работа. Блокинг генераторы.
^

7 Источники электропитания электронных устройств (5+2+6)



Классификация вторичных источников питания. Электрические фильтры. Однополупериодная и двухполупериодная схемы выпрямления. Стабилизаторы. Параметрические и компенсационные стабилизаторы. Характеристики преобразователей. Умножители напряжения.

Самостоятельная работа. Импульсные источники электропитания. Электронные корректоры мощности. Интегральные линейные стабилизаторы.

^

8 Цифровые логические элементы (14+12+6)


Параметры логических элементов. Классификация цифровых интегральных микросхем. Основные понятия и определения схемотехники цифровых устройств. Системы счисления применяемые в цифровой электронике. Двоичные сигналы. Практические варианты схем на логических элементах.

Триггерные схемы. RS-триггер, D, DV, JK, T – триггера. Варианты практического применения в схемотехнике цифровых устройств. Синхронные триггера. Способы управления триггерами. Статические и динамические входа.

Устройство и принципы работы мультиплексоров, дешифраторов и демультиплексоров. Классификация.

Устройство и принципы работы счетчиков. Классификация. Назначение и классификация регистров. Регистры сдвига.

Устройство и принципы работы сумматоров. Классификация. Арифметический полусумматор. Полный сумматор.

^ Самостоятельная работа. Последовательные и параллельные сумматоры. Основные аксиомы алгебры логики (Буля). Основные логические элементы. Таблицы состояний. Физические уровни сигналов. Временные и электрические характеристики микросхем. RSC, TV -триггер. Двухступенчатый триггер. Мультиплексор как универсальный элемент. Преобразователи кодов, шифраторы и дешифраторы. Делители частоты.

^

9 Компоненты оптоэлектроники и индикаторные приборы (6+0+2)


Управляемые источники света. Фотоприемники. Световоды и оптроны. Виды индикаторных приборов.

^ Самостоятельная работа. Жидкокристаллические приборы. Газонаполненные, вакуумные, люминесцентные приборы отображения информации. Электронно-лучевые приборы. Передающие и приемные телевизионные трубки. Осциллографические и знаковые электронно-лучевые приборы. Электронно-оптические преобразователи изображения. Принцип работы приборов с зарядовой связью.
^

10 Моделирование электронных устройств (2+0+6)


Основные задачи компьютерного моделирования электронных устройств.

11 Заключение (1)



Современное состояние полупроводниковой электроники и пути дальнейшего развития. Перспективы развития полупроводниковой техники.


^

5 Лабораторный практикум


№ п/п

№ разд дисц

Наименование лабораторных работ



2

Методика построения электронных устройств



2

Разработка схем управления на контактных элементах



3

Методика монтажа электронных устройств



3

Характеристика сигналов и элементов электроники



3

Исследование полупроводникового диода



3

Исследование простейшего усилителя на транзисторе



4

Применение операционных усилителей



6

Исследование импульсных устройств



8

Методика монтажа логических устройств



8

Синтез логических устройств



8

Исследование триггеров



8

Исследование сумматоров



8

Исследование импульсных устройств



7

Исследование источников вторичного электропитания




5.2 Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах

Лабораторное занятие 1. Методика построения электронных устройств /3 часа/

^ Цель работы: знакомство с основными обозначениями электронных устройств и приборов, составление простейших схем.

Разрабатываются простейшие схемы с использованием единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Рассматриваются этапы разработки устройств.


^ Лабораторно-практическое занятие 2. Разработка схем управления на контактных элементах /2 часа/

Цель работы: знакомство с основными коммутационными приборами (реле, автоматические выключатели, пускатели, тепловые реле и т.п).

Разрабатываются простейшие схемы управления на коммутационных устройствах. Выполняется самостоятельная работа по проектированию устройства.


Лабораторная работа 3. Методика монтажа электронных устройств /2 часа/

^ Цель работы: ознакомление с методами монтажа электронных устройств.

Происходит освоение приемов пайки элементов, рассматривается способы навесного и печатного монтажа. Подготавливается к работе индивидуальная макетная плата.


Лабораторная работа 4. Характеристика сигналов и элементов электроники /2 часа/

^ Цель работы: знакомство с основными понятиями и элементами, а также измерительными приборами используемых в лабораторных работах.

Происходит знакомство: с электронными элементами - конденсаторами, резисторами; устройствами - источники питания переменного и постоянного тока, генераторами сигналов.


Лабораторная работа 5. Исследование полупроводникового диода /2 часа/

^ Цель работы: Знакомство с основными параметрами и характеристиками диода.

По опытным данным строится вольт-амперная характеристика диода.


Лабораторная работа 6. Исследование простейшего усилителя на транзисторе /3 часа/

^ Цель работы: изучение принципов работы и исследование характеристик усилителей на биполярных транзисторах включенных по схеме с общим эммитером.

Собирается, отлаживается транзисторный усилитель. Строятся и рассчитываются его характеристики, снимаются осциллограммы.


Лабораторная работа 7. Применение операционных усилителей /3 часа/

^ Цель работы: ознакомление с характеристиками и параметрами операционных усилителей. Исследуется применение операционных усилителей в усилителях.

Собирается, отлаживается усилитель на базе операционного усилителя. Строятся и рассчитываются его характеристики, снимаются осциллограммы.

Лабораторная работа 8. Исследование импульсных устройств /2 часа/

^ Цель работы: изучение принципа работы и исследование характеристик компаратора, триггера Шмитта и мультивибратора (в автогенераторном и ждущем режимах) на базе операционного усилителя.

Собираются, отлаживаются триггер Шмитта и мультивибраторы на базе операционного усилителя. Строятся и рассчитываются характеристики, снимаются осциллограммы.


Лабораторно-практическое занятие 9. Методика монтажа логических устройств /3 ч/

^ Цель работы: ознакомление с методами монтажа электронных устройств.

Происходит освоение приемов пайки логических устройств. Подготавливается к работе индивидуальная макетная плата. Проверяются логические элементы.

Лабораторная работа 10. Синтез логических устройств /2 часа/

^ Цель работы: ознакомление с основными характеристиками логических микросхем, основами синтеза сложных логических элементов и логических функций.

Проектируется логическая функция, проводится её минимизация и реализация.


Лабораторная работа 11. Исследование триггеров /4 часа/

^ Цель работы: изучение и исследование основных триггерных устройств.

Собираются и исследуются RS-, D-, T-, JK-триггера.


Лабораторная работа 12. Исследование сумматоров /2 часа/

^ Цель работы: изучение и исследование сумматоров на логических элементах.

Проектируется, собираются и исследуются полусумматор. Проектируются многоразрядные сумматоры.


Лабораторная работа 13. Исследование импульсных устройств /2 часа/

^ Цель работы: изучение и исследование импульсных устройств и делителя частоты.

Собираются и исследуются мультивибратор на логических элементах. Исследуется работа делителя частоты.


Лабораторная работа 14. Исследование источников вторичного электропитания /2 ч./

Цель работы: изучение принципов работы и исследование характеристик неуправляемых источников электропитания.

По индивидуальному заданию составить документ, включающий текст задания, формулу, комментарии, вычисления по формуле. Рассчитать значения функций и построить графики функции одной и двух переменных. Отформатировать графики функций.


^ 5.3. Расчетное задание его характеристика

Расчетное задание. Цель задания: научиться разрабатывать системы управления электромеханических устройств на контактных коммутационных элементах, рассчитывать элементы защиты.

^ 5.4. Курсовой работа её характеристика


Курсовая работа. Цель работы: дать навыки по логическому синтезу табличным методом логических устройств, состоящего из счетчика и преобразователя кодов; научить составлять таблицы функционирования синтезируемого счетчика, прикладные и характеристические таблицы триггеров; строить набор карт Карно и проводить минимизацию логических функций по каждому входу каждого триггера счетчика; рассчитывать источник питания. Проводить моделирование работы разработанных устройств.


^



6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

6.1. Рекомендуемая литература


а) основная


  1. Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника. М.: Высшая школа , 1991.622 с.

  2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. В 2-х томах.М.:Мир, 1993.

  3. Горбачев Г. Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. М.: Энергоатомиэдат, 1988.

  4. Усатенко С. Т.. Каченюк Т. К.. Терехова М. В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. М.: Издательство стандартов, 1992. 316 с.

  5. Электроника: Метод. Указания по лабораторным работам/ Сост. Ю. Г. Голых, А. А. Рыбин, В. А. Супей. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001. 107. (1746)

  6. Тули М. Карманный справочник по электронике. М.: Энергоатомиздат, 1993. 176 с.

  7. Расчет электронных схем. / Г. И. Изъюрова, Г.В. Королев и др. М.: Высшая школа, 1987. 335 с.

  8. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Электроника» /Сост. Ю. Г. Голых. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001.

  9. Воробьев Н. И. Проектирование электронных устройств: Учеб. Пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1989. 223 с.

  10. Алексеев К. А. "Монтаж приборов и средств автоматизации" М.: Энергия,1979.

  11. Джонс М. Х. Электроника  практический курс. М.: Постмаркет, 1999. 528 с.

  12. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. М.: Солон-Р, 2001. 736 с.

  13. Забродин Ю. С. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1982.

  14. Основы промышленной электроники / П.р. В. Г. Герасимова.М.: Высшая школа, 1986.


б) дополнительная


  1. Зельдин Е. А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппратуре. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 280 с.

  2. Булычев А. Л. и др. Аналоговые интегральные схемы: Справочник-Минск: 1993. 382 с.

  3. Аронов В. Л. " Полупроводниковые приборы :Транзисторы " М.: Энергоатомиэдат, 1983.

  4. Баюков А. В." Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы." М.: Энергоатомиздат, 1984.

  5. Аксенов А. И. " Элементы схем радиоэлектронной аппаратуры. Диоды. Транзисторы. " М.Радио и связь, 1993.

  6. Акимов Н. Н. " Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА " Мн.: Беларусь, 1994

  7. Тарабрин Б.В. " Интегральные микросхемы " М.: Радио и связь, 1984.

  8. Гитцевич А.Б. " Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные. Стабилитроны. Тиристоры. " М.: Радио и связь, 1988.

  9. Григорьев О. П. "Справочник: Тиристоры" М.: Радио и связь, 1990.

  10. Шило В. Л. " Популярные цифровые микросхемы " М.: Радио и связь, 1989.

  11. Ленк Д. " Электронные схемы: практическое руководство " М. Мир, 1985.

  12. Мигулин И. Н. " Интегральные микросхемы в радиоэлектронных устройствах " К. Техника, 1985.

  13. Найдеров В. Э. " Функциональные устройства на микросхемах " М, Радио и связь, 1985.

  14. Источники вторичного электропитания / Под ред.Ю.И.Конева М.:Радио и связь,1983. 280 с.

  15. Миловзоров В.П., Мусолин А.К. Дискретные стабилизаторы и формирователи напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1986. 248 с.

  16. Полянин Ю. Интегральные стабилизаторы напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1979. 192с.

  17. Вересов Г. П. " Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры " М. Энергия, 1978.

  18. Астанин Л. Ю., Белицкий В. И., Краскин В.Б. Проектирование радиоэлектронных устройств на интегральных микросхемах. М.: Сов. радио, 1979. 225 с.

  19. Найдеров В. Э. " Функциональные устройства на микросхемах " М, Радио и связь, 1985.

  20. Проектирование радиоэлектронных устройств на интегральных микросхемах/Под ред. С. Я. Шаца. М.: Советское радио, 1976.

  21. Букреев И. Н., Мансуров Б. М. Горячев В. И. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М.: Советское радио, 1975.



^

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


  • график самостоятельной работы по дисциплине студентов;

  • тесты входного контроля;

  • конспект лекций;

  • учебно-методическое обеспечение лабораторных работ;

  • контрольные задания;

  • экзаменационные билеты, тесты;

  • тесты контроля на выходе;

  • требования к уровню освоения программы и формы текущего, промежуточного и итогового контроля;

  • материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения промежуточных и итоговых аттестаций (в соответствии с требованиями к итоговой аттестации ГОС);
^

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Осциллиграфы С1-77 и С1-67.

Источники питания.

Цифровые мультиметры М890 и М830.

Генераторы синусоидальных и прямоугольных импульсов.

Макетные платы.


8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины


Для моделирования результатов курсовой работы и проверки знаний по самостоятельной работе необходимо использовать пакеты программ:

Electronic Workbench ;

Micro Cap.


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательны стандартом высшего профессионального образования по напрвлению 652000 "Мехатроника и робототехника".

    Программу составил: к.т.н., доцент каф.РиТК Голых Ю.Г.

Программа одобрена на заседании учебно-методической комиссии

« »________2001 г. протокол № ____

Председатель УМК каф. РиТК Масальский Г. Б.
^


Требования госстандарта 2001г.

2.2.4.Требования по специальным дисциплинам.


Инженер должен знать: назначение пассивных и активных электронных элементов; обозначения электронных компонент и устройств; основные метрологические правила, требования и нормы; принципы работы электронных элементов и устройств;

уметь: сознательно создавать на базе отдельных элементов электронные устройства; снимать характеристики электронных элементов и устройств; разобраться в работе и проводить наладку различных устройств.

3. Минимум содержания образовательной программы для подготовки инженера по специальности 210300 - Роботы и робототехнические системы.


СД.05 Электроника


характеристики и параметры полупроводниковых приборов; диоды и транзисторы, их свойства и применение; усилительные каскады переменного и постоянного тока; выпрямительные устройства, источники питания; компараторы, мультивибраторы, логические элементы; понятие о микропроцессорах.




Скачать 199,56 Kb.
оставить комментарий
Дата29.09.2011
Размер199,56 Kb.
ТипПрограмма дисциплины, 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