• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Бакалаврская программа «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Схемотехника телекоммуникационных устройств

2019/2020
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
4
Кредиты
Статус:
Курс обязательный
Когда читается:
3-й курс, 3, 4 модуль

Преподаватели

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Схемотехника телекоммуникационных устройств» направлена на формирование у обучающихся знаний и умений в области построения и функционирования, протекающих физических процессов, методов анализа простейших электронных устройств, а также синтез более сложных устройств на их базе. Изучение дисциплины базируется на дисциплинах "Физика", "Теория электрических цепей, "Электроника", "Общая теория связи", "Математический анализ", "Метрология и радиоизмерения", "Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей". Основные положения дисциплины используются в дальнейшем при выполнении проектных работ, междисциплинарной курсовой работы, при подготовке выпускной квалификационной работы, а также при изучении дисциплин "Интегральные схемы инфокоммуникационных устройств", "Компоненты инфокоммуникационных устройств", "Цифровые устройства и микропроцессоры", "Проектирование электронных компонентов и устройств инфокоммуникационной техники". Формами текущего контроля являются: лабораторные работы четыре контрольные работы и одна домашняя работа. По завершении изучения дисциплины сдается экзамен.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целью преподавания дисциплины «Схемотехника телекоммуникационных устройств» является изучение студентами основ построения схем аналоговых и цифровых электронных устройств, осуществляющих усиление, фильтрацию, генерацию и обработку сигналов.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать: Схемы усилительных каскадов.
  • Знать: влияния обратных связей на параметры усилителей.
  • Знать: принципы работы основных схем на ОУ.
  • Знать: основные виды фильтров. Уметь: рассчитывать параметры активных фильтров.
  • Знать: виды аппроксимаций характеристик нелинейных элементов; устройство модуляторов, детекторов, смесителей.
  • Знать: устройства комбинационных устройств.
  • Знать: логические функции, логические уравнения; этапы построения комбинационного логического устройства
  • Уметь: Рассчитывать основные параметры каскадов.
  • Уметь: рассчитывать параметры устройств на ОУ.
  • Уметь: составлять из триггеров простейшие устройства.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Усилители
    Биполярные транзисторы – структура, ВАХ (входные, выходные, передаточные). Физические параметры ВАХ, линеаризованные ВАХ, три схемы включения биполярных транзисторов. Полевые транзисторы – структуры, ВАХ, физические параметры полевых транзисторов с управляющим p-n переходом и с изолированным затвором (МДП, МОП - транзисторы). Полевые транзисторы с n-каналом и р-каналом. h – параметры биполярных транзисторов. Их физический смысл и вычисление при различных схемах включения транзисторов – с общим эмиттером, общим коллектором, общей базой. Эквивалентные четырехполюсники. КУ, КПД, АЧХ, КНИ. Классификация усилителей по виду сигналов, полосе частот, мощности, КПД, усилению. Простейший усилительный каскад – принцип работы. Характеристики простейших усилительных каскадов при различных схемах включения транзисторов. Схемы питания, установки, стабилизации рабочей точки. Резисторный и резонансный усилительные каскады. Стабилизация тока базы и напряжения базы. Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) и фазо-частотные характеристики (ФЧХ) резисторного усилительного каскада. Физические причины ограничения полосы частот каскада.
  • Обратные связи в усилителях.
    Структуры обратной связи. Отрицательные и положительные обратные связи. Их влияние на характеристики и на стабильность усилителя. Эмиттерный повторитель как схема со 100% последовательной отрицательной обратной связью по напряжению.
  • Дифференциальный усилительный каскад, операционные усилители (ОУ).
    Основные характеристики усилителей постоянного тока. Схемы и принцип работы дифференциального усилительного каскада. Принцип работы усилителя постоянного тока с преобразованием частоты. Определение и характеристики ОУ. Дрейф нуля ОУ. Применение ОУ как усилителей, активных фильтров, аналоговых вычислителей, генераторов. Общий принцип применения ОУ с использованием отрицательной обратной связи, схемы и элементарный расчет отдельных устройств. Триггер Шмитта на ОУ. Мультивибратор на ОУ.
  • Активные фильтры.
    Классификация активный фильтров. Электрические параметры активных фильтров. Фильтр нижних частот. Фильтр верхних частот. Полосовой фильтр. Режекторный фильтр. Каскадное соединение фильтров. Зависимость амплитудно-частотной характеристики фильтра от его порядка и вида аппроксимирующего полинома.
  • Нелинейные электронные устройства. Основные эффекты.
    ЭУ на нелинейных эффектах: умножители частоты, модуляторы, детекторы (демодуляторы), смесители, выпрямители. Виды аппроксимаций характеристик усилителей. Преобразование сигнала в ЭУ с полиноминальной характеристикой. Эффекты образования гармоник и комбинационных частот, их применение в ЭУ разного назначения. Преобразование сигнала на характеристике с отсечкой тока (метод угла отсечки). Коэффициенты Берга. Принципы работы и параметры усилителей мощности. Расчет усилителей мощности методом угла отсечки. Сравнение характеристик усилителей мощности в классах А, В, С. Принцип работы и виды амплитудных модуляторов – базовый амплитудный модулятор, балансный модулятор. Частотный и фазовый модуляторы. Схема и принцип действия перемножителя сигналов. Синхронный детектор, его применение как амплитудного, частотного, фазового детекторов. Смеситель сигналов и структурная схема гетеродинного приемника. Эффект зеркального приема.
  • Комбинационные устройства.
    Преобразователи кода, дешифраторы. Структура линейного и пирамидального дешифраторов, их преимущества и недостатки. Мультиплексоры и демультиплексоры. Выполняемые функции и структура. Базовые логические элементы. Синтез комбинационных устройств на основе законов Булевой алгебры и карт Карно.
  • Последовательностные устройства.
    Асинхронный и синхронный RS-триггеры. D-триггер. T-триггер. Универсальный JK-триггер. Счётчики на сложение и вычитание. Реверсивный счётчик. Недвоичные счётчики. Применение SPICE моделирования для расчета цифровых схем.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Лабораторные работы
  • неблокирующий Контрольная работа 1
  • неблокирующий Контрольная работа 2
  • неблокирующий Контрольная работа 3
  • неблокирующий Контрольная работа 4
  • неблокирующий Домашняя работа
  • неблокирующий Устный экзамен
    Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса). Экзамен проводится на платформе Jitsi (http://meet.miem.hse.ru/). К экзамену необходимо подключиться согласно расписанию ответов, высланному преподавателем на корпоративные почты студентов накануне экзамена. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка Jitsi. Для участия в экзамене студент обязан: явиться на экзамен согласно точному расписанию, при ответе включить камеру и микрофон. Во время экзамена студентам запрещено: выключать камеру, пользоваться конспектами и подсказками. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение связи менее минуты. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение минута и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи подразумевает использование усложненных заданий.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.05 * Домашняя работа + 0.05 * Контрольная работа 1 + 0.05 * Контрольная работа 2 + 0.05 * Контрольная работа 3 + 0.05 * Контрольная работа 4 + 0.25 * Лабораторные работы + 0.5 * Устный экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Основы схемотехники устройств радиосвязи, радиовещания и телевидения : учеб. пособие для вузов, Травин Г. А., 2007
  • Полупроводниковая схемотехника. Т. 1: ., Титце У., Шенк К., 2008
  • Полупроводниковая схемотехника. Т. 2: ., Титце У., Шенк К., 2008
  • Электротехника и электроника : учебник для вузов, Новожилов О. П., 2008

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Селф Д. - Схемотехника современных усилителей - Издательство "ДМК Пресс" - 2011 - 536с. - ISBN: 978-5-94074-702-4 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/910
  • Схемотехника аналоговых электронных устройств : учебник для вузов, Павлов В. Н., Ногин В. Н., 2003
  • Электротехника : учеб. пособие, Мухин С. В., 2005
  • Электротехника и основы электроники : учеб.пособие, Белов Н. В., Волков Ю. С., 2012