Проектирование аналоговых устройств

Магистратура 2018/2019

Статус: Курс обязательный (Инжиниринг в электронике)

Направление: 11.04.04. Электроника и наноэлектроника

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 1-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Кожухов Максим Владимирович, Харитонов Игорь Анатольевич

Прогр. обучения: Инжиниринг в электронике

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 56

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника», обучающихся по магистерской программе «Инжиниринг в электронике».

Цель освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины "Проектирование аналоговых устройств" являются: формирование у студентов знаний о методах проектирования аналоговых узлов интегральных схем, аналоговых схем современных и перспективных изделий электроники, радиоэлектроники, микро- и наноэлектроники, назначении, принципах работы, методов и средств проектирования сложных аналоговых электронных компонентов и схем для приборов и систем электронной техники с учетом заданных требований; умений разработки методик и проведения исследований и измерений параметров и характеристик изделий электронной техники, анализ их результатов.

Планируемые результаты обучения

Знать основные параметры и характеристики аналоговых устройств
Владеть методами схемотехнического моделирования аналоговых схем и устройств
Знать особенности и параметры каскадов аналоговых устройств. Методы их согласования друг с другом.
Уметь выбирать параметры и виды каскадов для реализации аналоговых устройств. Рассчитывать характеристики и определять параметры каскадов.
Владеть методикой определения основных видов шумов
Знать классификацию, особенности, параметры и характеристики фильтров
Уметь выбирать тип и параметры фильтров для реализации своих задач. Рассчитывать характеристики и определять параметры фильтров по номиналам элементов фильтра.
Знать виды обратных связей и ее влияние на характеристики схем.
Уметь рассчитывать параметры схем с обратными связями (по формулам и используя пакет SPICE моделирования).
Знать условия возникновения колебаний в генераторных схемах.
Знать схемотехнику операционных усилителей и компараторов, их основные параметры.
Уметь выбирать операционные усилители и компараторы в соответствии с поставленными требованиями.
Знать схемные применения ОУ в аналоговых устройствах. Знать особенности проектирования узлов на ОУ.
Владеть методами схемотехнического (SPICE) моделирования для анализа характеристик аналоговых каскадов и устройств
Знать схемотехнику источников питания и методы расчета основных параметров
Знать методы обеспечения тепловых режимов аналоговых устройств аналоговых систем

Содержание учебной дисциплины

Введение. Основные параметры аналоговых устройств.
Цели и задачи дисциплины. Основные параметры аналоговых устройств: входные, выходные, усилительные, частотные, динамические, шумовые.
Каскады аналоговых схем, их характеристики и параметры
Входные, выходные каскады, усилительные, согласующие. Требования к каскадам. Параметры каскадов. Проектирование аналоговых каскадов на биполярных транзисторах. Проектирование аналоговых каскадов на МОП транзисторах.
Шумы в аналоговых схемах и устройствах
Виды шума. Борьба с шумами
Фильтры. Резонансные усилители
Назначение. Схемы, Характеристики. Формирование требуемых АЧХ.
Обратная связь в аналоговых схемах и системах
Виды обратной связи. Влияние обратной связи на характеристики схемы. Формирование требуемых характеристик аналоговых устройств с помощью обратной связи.
Генераторные схемы.
Условия возникновения колебаний в схеме. Обеспечение стабильности работы генераторов
Схемотехника операционных усилителей (ОУ) и компараторов
Классы операционных усилителей. Параметры операционных усилителей. Зависимость параметров ОУ от схемы. Характеристики компараторов.
Схемные применения ОУ в аналоговых устройствах
Построение усилительных схем и фильтров на ОУ.
Расчет характеристик аналоговых каскадов и аналоговых устройств с помощью пакетов SPICE моделирования.
Методы расчета амплитудно-частотных, фазочастотных и др. характеристик аналоговых каскадов и аналоговых устройств с помощью пакетов SPICE моделирования. Анализ полученных результатов.
Вопросы проектирования источников электропитания аналоговых систем
Архитектура источников питания. Развязка источников питания.
Обеспечение тепловых режимов аналоговых устройств аналоговых систем
Эквивалентные тепловые схемы. Влияние параметров печатных плат, условий охлаждения, корпусов компонентов на их тепловые режимы.

Элементы контроля

Семинарские занятия
Домашнее задание
Экзамен
Данная дисциплина обеспечивает формирование следующих компетенций согласно ОрОС: УК-2, УК-4, ОПК-3, ПК-6, ПК-7, ПК-9

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.2 * Домашнее задание + 0.2 * Семинарские занятия + 0.6 * Экзамен

Программа дисциплины