• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Специалитет 2017/2018

Электроника и схемотехника

Статус: Курс обязательный (Компьютерная безопасность)
Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения: Full time
Специальность: 10.05.01. Компьютерная безопасность
Язык: русский
Кредиты: 4

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Электроника и схемотехника» 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", "Математический анализ". Основные положения дисциплины используются в дальнейшем при выполнении проектных работ, междисциплинарных курсовых работ, при подготовке выпускной квалификационной работы. Формами текущего контроля являются: лабораторные работы, контрольные работы, домашние работы. По завершении изучения дисциплины сдается экзамен.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целью преподавания дисциплины «Электроника и схемотехника» является изучение студентами основ построения схем аналоговых и цифровых электронных устройств, осуществляющих усиление, фильтрацию, генерацию и обработку сигналов, а также основ использования их в электронных системах. В результате изучения дисциплины у студентов должны сформироваться знания, умения и навыки, позволяющие проводить анализ физических процессов и расчет основных электрических характеристик электронных устройств, как изучаемых в настоящей дисциплине, так и находящихся за ее рамками. Студенты должны также ознакомиться с особенностями микроминиатюризации рассматриваемых устройств на базе применения соответствующих интегральных микросхем.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать: Принципы построения электронных схем.
  • Уметь: Рассчитывать характеристики электронных схем.
  • Знать: Основные принципы усиления и модуляции сигналов.
  • Знать: Виды и применение обратных связей в электронных схемах.
  • Уметь: Рассчитывать характеристики схем с обратными связями.
  • Знать: Основные схемы с применением ОУ.
  • Знать: Основные характеристики и классификацию электронных фильтров.
  • Уметь: Рассчитывать характеристики электронных фильтров.
  • Знать: Основные характеристики цифровых сигналов и приборов.
  • Уметь: Моделировать логические схемы.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Цепи питания для биполярных и полевых транзисторов. Принципы построения, выбор рабочей точки, особенности различных схем.
    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 фазочастотные характеристики (ФЧХ) резисторного усилительного каскада. Физические причины ограничения полосы частот каскада.
  • Усилители мощности и модуляторы.
    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.
  • 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 активных фильтров, электрические параметры активных фильтров, фильтр нижних частот, зависимость амплитудно-частотной характеристики фильтра от его порядка и вида аппроксимирующего полинома, полосовой фильтр, режекторный фильтр, каскадное соединение фильтров.
  • Цифровые сигналы и устройства их обработки. Комбинационные устройства. Последовательностные устройства. Триггеры и счетчики.
    Три этапа преобразования аналогового сигнала в цифровой: дискретизация, квантование, кодирование. Преимущества и недостатки цифровых сигналов. Комбинационные и последовательностные устройства обработки цифровых сигналов. Синтез комбинационных устройств на основе законов Булевой алгебры и карт Карно. Преобразователи кода, дешифраторы. Структура линейного и пирамидального дешифраторов, их преимущества и недостатки. Мультиплексоры и демультиплексоры. Выполняемые функции и структура. 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 6
  • неблокирующий Контрольная работа 7
  • неблокирующий Контрольная работа 8
  • неблокирующий Домашняя работа
  • неблокирующий Экзамен
  • неблокирующий Промежуточный контроль (2 курс)
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.1 * Домашняя работа + 0.05 * Контрольная работа 6 + 0.05 * Контрольная работа 7 + 0.05 * Контрольная работа 8 + 0.1 * Лабораторные работы + 0.5 * Промежуточный контроль (2 курс) + 0.15 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • - Аверченков О.Е. — Основы схемотехники аналого-цифровых устройств - Издательство "ДМК Пресс" - 2012 - ISBN: 978-5-94074-350-7 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/4139
  • - Новиков Ю.В. — Введение в цифровую схемотехнику - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - 2016 - ISBN: 5-94774-600-Х - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/100676
  • - Травин Г.А. — Основы схемотехники телекоммуникационных устройств - Издательство "Лань" - 2018 - ISBN: 978-5-8114-2771-0 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/101849
  • Электроника интегральных схем : лабораторные работы и упражнения, Петросянц, К. О., 2017

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Полупроводниковая схемотехника. Т. 1: ., Титце У., Шенк К., 2008
  • Полупроводниковая схемотехника. Т. 2: ., Титце У., Шенк К., 2008