• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Бакалавриат 2021/2022

Электротехника, электроника и метрология

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)
Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника
Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения: без онлайн-курса
Охват аудитории: для своего кампуса
Язык: русский
Кредиты: 3

Программа дисциплины

Аннотация

Задачей дисциплины является формирование следующих компетенций у студентов: • получение систематизированного представления о современных научных подходах к изучению методов анализа электрических и электронных цепей, метрологических основ электро-радиоизмерений; • понимание места электротехники, электроники и метрологии в ряду научно-технических направлений; • умение применять методы при проектировании электротехнических и электронных устройств. В текущий контроль входят активность на семинарах, домашние задания, лабораторные работы, контрольные работы. Итоговым контролем является экзамен.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целью изучения дисциплины «Электротехника, электроника и метрология» является формирование у студентов совокупности теоретических и практических знаний в области электрических и электронных цепей, метрологии и освоение студентами основных навыков анализа и экспериментального исследования цепей, которые необходимы для успешного усвоения других общепрофессиональных и специальных дисциплин последующей вузовской подготовки.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать: основные понятия метрологии
  • Знать: Правовые основы обеспечения единства измерений
  • Знать: основные методы измерений, классификацию погрешностей измерений
  • Владеть: навыками представления результатов измерений
  • Знать: классификацию средств измерений
  • Знать: классификацию погрешностей измерений
  • Уметь: производить расчет инструментальной погрешности средств измерений
  • Владеть: навыками определения доверительной по-грешности результатов измерений, проверки результатов измерений на наличие грубых погрешностей, идентификации закона распределения результатов измерений.
  • Знать: принцип работы основных электроизмерительных приборов
  • Уметь: производить выбор средств измерений параметров электрических сигналов
  • Владеть: навыками работы с измерительной техникой
  • Знать: методы и средства измерений параметров радиоэлементов
  • Уметь: производить выбор средств измерений параметров радиоэлементов
  • Знать: Основы автоматизации измерений
  • Уметь: Разрабатывать базовые компоненты систем сбора данных
  • Владеть: навыками сопряжения измерительной и вычислительной техники
  • Знать основные параметры и эксплуатационные характеристики ИМС.
  • Знать * классификацию и назначение основных п/п приборов; * перечень и типовые значения основных параметров, определения и типовые виды статических характеристик п/п приборов.
  • Уметь * описать структуру и указать назначение элементов эквивалентных схем п/п приборов.
  • Владеть * методиками компьютерного моделирования и измерения характеристик п/п приборов; * методиками расчёта параметров п/п приборов на основе их электрических характеристик
  • Знать * классификацию, основные функции, перечень и типовые значения основных параметров усилительных устройств, * определения и типовые виды характеристик усилительных устройств.
  • Уметь * охарактеризовать особенности работы и состав каскадов усилительных устройств в различных режимах работы.
  • Владеть * методикой выбора рабочей точки усилительного устройства по его характеристикам; * методикой определения параметров основных элементов схемы усилительного устройства по заданным его выходным параметрам; * методиками компьютерного моделирования и измерения характеристик усилительного устройства; * методиками расчёта параметров усилительного устройства на основе их электрических характеристик
  • Знать * классификацию обратных связей.
  • Уметь * описать принцип действия обрат-ной связи в электронных устройствах
  • Знать * классификацию, основные функции, перечень и типовые значения основных параметров логических элементов, * определения и типовые виды характеристик логических элементов.
  • Уметь * охарактеризовать особенности работы логических элементов в различных режимах работы; * сравнить свойства различных семейств логических элементов.
  • Владеть * методикой определения параметров основных элементов схемы логических элементов по заданным его выходным пара-метрам; * методиками компьютерного моделирования и измерения характеристик логических элементов; * методиками расчёта параметров логических элементов на основе их электрических характеристик
  • Знать * классификацию, основные функции, перечень и типовые значения основных параметров электронных ключей, * определения и типовые виды характеристик электронных ключей.
  • Уметь * охарактеризовать особенности работы электронных ключей в различных режимах работы; * сравнить свойства различных типов электронных ключей.
  • Владеть * методикой определения параметров основных элементов схемы электронных ключей по заданным его выходным параметрам; * методиками компьютерного моделирования и измерения характеристик электронных ключей; * методиками расчёта параметров электронных ключей на основе их электрических характеристик
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Тема 2-1. Общая характеристика электронных устройств и интегральных микросхем
    Аналоговые и цифровые электронные устройства. Серии ИМС, состав серий, система обозначений, конструктивное оформление, основные параметры и эксплуатационные характеристики ИМС.
  • Тема 2-2. Полупроводниковые приборы: характеристики, параметры, схемы замещения
    Резисторы и конденсаторы интегральных микросхем. Выпрямительный диод, стабилитрон, диод Шоттки, фотодиод, светодиод, туннельный диод: основные параметры и характеристики. Биполярный транзистор, эквивалентные схемы Эберса-Молла и Гуммеля-Пуна. Схемы включения с общей базой и общим эмиттером, ВАХ. МОП-транзистор. ВАХ. Эквивалентная схема. Полевой транзистор с затвором Шоттки (ПТШ). ВАХ. Эквивалентная схема.
  • Тема 2-3. Общая характеристика усилительных устройств. Усилительные каскады
    Классификация усилительных устройств. Схемные функции. Частотные характеристики. Параметры переходного процесса.
  • Тема 2-4. Понятие об обратных связях в электронных устройствах
    Виды обратных связей (ОС). Основные структуры электронных устройств с типовыми ОС.
  • Тема 2-5. Общая характеристика цифровых схем
    Принципы построения логических элементов. Основные электрические параметры и эксплуатационные характеристики логических микросхем. Разновидности логических интегральных микросхем: ТТЛ, ЭСЛ, КМОП. Перспективные типы логических микросхем
  • Тема 2-6. Электронные ключи
    Ключевые устройства на биполярных и МОП-транзисторах. Быстродействие ключей и способы его повышения. Аналоговые ключи. Силовые ключи. Ключевые устройства на интегральных микросхемах.
  • Тема 3-1. Введение.
    Основные термины и определения метрологии. Современное состояние метрологии. Определения физической величины, измерения физической величины. Система единиц физических величин. Основное уравнение измерений.
  • Тема 3-2 Правовые основы обеспечения единства измерений
    Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» и другие нормативные документы в области обеспечения единства измерений в Российской Федерации
  • Тема 3-3. Основные характеристики измерений
    Принципы измерений. Классификация методов измерений. Методы непосредственной оценки и методы сравнения. Классификация измерений.
  • Тема 3-4. Средства измерений и их классификация
    Классификация средств измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.
  • Тема 3-5. Погрешности результатов измерений
    Определение погрешности результата измерений. Классификация погрешностей измерений. Точечные и интервальные оценки результатов измерений. Законы распределения измеряемых величин. Идентификация законов распределения. Выявление грубых погрешностей. Обработка результатов измерений.
  • Тема 3-6. Измерение параметров электрических сигналов
    Методы и средства измерений токов и напряжений. Измерение частоты и сдвига фаз периодических электрических сигналов. Осциллографические измерения. Анализ спектра электрических сигналов.
  • Тема 3-7. Измерение параметров радиоэлементов
    Измерение электрического сопротивления резисторов, ёмкости конденсаторов и индуктивности катушек индуктивностей.
  • Тема 3-8. Автоматизация измерений
    Основа автоматизации измерений. Сопряжение измерительной и вычислительной техники. Основы цифровой обработки сигналов.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Аудиторная работа 3
  • неблокирующий Домашние задания 3
  • неблокирующий лабораторная работа 3-1
  • неблокирующий лабораторная работа 3-2
  • неблокирующий лабораторная работа 3-3
  • неблокирующий лабораторная работа 3-4
  • неблокирующий защита лабораторной работы 3-1
  • неблокирующий защита лабораторной работы 3-2
  • неблокирующий защита лабораторной работы 3-3
  • неблокирующий защита лабораторной работы 3-4
  • неблокирующий экзамен 3
  • неблокирующий Аудиторная работа 2-2 (лекции)
    В СОВОКУПНОСТИ 5 ТЕСТОВ. ВЕС КАЖДОГО ТЕСТА В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,1
  • неблокирующий лабораторная работа 2-4
    ВЕС ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,001
  • неблокирующий лабораторная работа 2-5
    ВЕС ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,001
  • неблокирующий защита лабораторной работы 2-4
    ВЕС ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,249
  • неблокирующий защита лабораторной работы 2-5
    ВЕС ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,249
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    Оценка за модуль 1 3-го курса (окончание раздела "Электроника") рассчитывается по формуле: О_мод1 = 0,5*О_ЛР + 0,5*О_ТСТ, где О_ЛР -- средняя оценка по 2 лабораторным работам, О_ТСТ -- средняя оценка по 5 тестам на лекциях. Итоговая оценка по разделу 2 ("Электроника") рассчитывается по формуле О_разд2 = 0,5*О_мод4 + 0,5*О_мод4, где О_мод4 -- оценка по модулю 4 2-го курса (начало раздела "Электроника"), О_мод1 -- оценка по модулю 1 3-го курса (окончание раздела "Электроника"). Оценка за модуль 2 3-го курса (раздел "Метрология") рассчитывается с использованием коэффициентов из раздела "Промежуточная аттестация" этой ПУД. Оценка за дисциплину в целом (проставляется в ведомость за 2-й модуль) рассчитывается по формуле: О = 0,25*О_разд1 + 0,5*О_разд2 + 0,25*О_разд3, где О_разд1 -- итоговая оценка по разделу 1 ("Электротехника"), О_разд2 -- итоговая оценка по разделу 2 ("Электроника"), О_разд3 -- итоговая оценка по разделу 3 ("Метрология").
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Батоврин В.К., Бессонов А.С., Мошкин В.В. - LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий - Издательство "ДМК Пресс" - 2009 - 232с. - ISBN: 978-5-94074-498-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/1096
  • Иванов И.А., Урушев С.В., Кононов Д.П. - Метрология, стандартизация и сертификация: учебник - Издательство "Лань" - 2019 - 356с. - ISBN: 978-5-8114-3309-4 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/113911
  • Основы микроэлектроники : учеб. пособие, Степаненко, И. П., 2003
  • Электроника интегральных схем : лабораторные работы и упражнения, , 2017
  • Электротехника и основы электроники : учеб.пособие, Белов, Н. В., 2012
  • Электротехника и электроника : учеб. пособие, Ушаков, В. Н., 1997
  • Электротехника и электроника : учебник для вузов, Новожилов, О. П., 2008

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Сборник задач по теоретическим основам электротехники : учеб. пособие для энергет. и приборостроит. специальностей вузов, Бессонов, Л. А., 2000
  • Трэвис Дж., Кринг Дж. - LabVIEW для всех - Издательство "ДМК Пресс" - 2011 - 904с. - ISBN: 978-5-94074-674-4 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/1100