Электротехника, электроника и метрология

Бакалавриат 2021/2022

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)

Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент электронной инженерии

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

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Исмаил-Заде Мамед Рашидович, Касаткин Александр Дмитриевич, Красивская Мария Игоревна, Самбурский Лев Михайлович, Юрин Александр Игоревич

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 52

Полная версия программы учебной 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

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

Владеть * методиками компьютерного моделирования и измерения характеристик п/п приборов; * методиками расчёта параметров п/п приборов на основе их электрических характеристик
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 и назначение основных п/п приборов; * перечень и типовые значения основных параметров, определения и типовые виды статических характеристик п/п приборов.
Знать основные параметры и эксплуатационные характеристики ИМС.
Уметь * описать структуру и указать назначение элементов эквивалентных схем п/п приборов.
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
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
Владеть: методиками расчёта переходных процессов
Владеть: методиками расчёта режимов линейных цепей гармонического тока
Владеть: методиками расчёта режимов линейных цепей постоянного тока
Владеть: методиками расчёта установившихся процессов в линейных цепях с распределёнными параметрами
Владеть: методиками составления систем уравнений, описывающих электрические цепи
Владеть: навыками определения доверительной по-грешности результатов измерений, проверки результатов измерений на наличие грубых погрешностей, идентификации закона распределения результатов измерений.
Владеть: навыками представления результатов измерений
Владеть: навыками работы с измерительной техникой
Владеть: навыками сопряжения измерительной и вычислительной техники
Знать * классификацию обратных связей.
Знать * классификацию, основные функции, перечень и типовые значения основных параметров логических элементов, * определения и типовые виды характеристик логических элементов.
Знать * классификацию, основные функции, перечень и типовые значения основных параметров усилительных устройств, * определения и типовые виды характеристик усилительных устройств.
Знать * классификацию, основные функции, перечень и типовые значения основных параметров электронных ключей, * определения и типовые виды характеристик электронных ключей.
Знать: задачи электротехники
Знать: классификацию погрешностей измерений
Знать: классификацию средств измерений
Знать: методы и средства измерений параметров радиоэлементов
Знать: основные методы измерений, классификацию погрешностей измерений
Знать: Основные понятия и законы электрических цепей
Знать: основные понятия метрологии
Знать: Основы автоматизации измерений
Знать: особенности протекания переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами
Знать: особенности состава и функционирования линейных электрических цепей гармонического тока
Знать: особенности состава и функционирования линейных электрических цепей постоянного тока
Знать: особенности состава и функционирования линейных электрических цепей с распределёнными параметрами
Знать: Правовые основы обеспечения единства измерений
Знать: принцип работы основных электроизмерительных приборов
Уметь * описать принцип действия обрат-ной связи в электронных устройствах
Уметь * охарактеризовать особенности работы и состав каскадов усилительных устройств в различных режимах работы.
Уметь * охарактеризовать особенности работы логических элементов в различных режимах работы; * сравнить свойства различных семейств логических элементов.
Уметь * охарактеризовать особенности работы электронных ключей в различных режимах работы; * сравнить свойства различных типов электронных ключей.
Уметь: выбрать необходимые принципы и законы для описания переходного процесса.
Уметь: выбрать необходимые принципы и законы для описания режима работы.
Уметь: записать математические уравнения для основных законов
Уметь: производить выбор средств измерений параметров радиоэлементов
Уметь: производить выбор средств измерений параметров электрических сигналов
Уметь: производить расчет инструментальной погрешности средств измерений
Уметь: Разрабатывать базовые компоненты систем сбора данных

Содержание учебной дисциплины

Тема 1-1. Введение
Тема 2-1. Общая характеристика электронных устройств и интегральных микросхем
Тема 1-2. Основные понятия и законы электрических цепей
Тема 2-2. Полупроводниковые приборы: характеристики, параметры, схемы замещения
Тема 1-3. Основные принципы и методы анализа линейных схем постоянного тока
Тема 2-3. Общая характеристика усилительных устройств. Усилительные каскады
Тема 1-4. Анализ переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
Тема 2-4. Понятие об обратных связях в электронных устройствах
Тема 1-5. Анализ установившихся процессов гармонического тока в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
Тема 2-5. Общая характеристика цифровых схем
Тема 1-6. Основы анализа установившихся процессов гармонического тока в линейных цепях с распределёнными параметрами
Тема 2-6. Электронные ключи
Тема 3-1. Введение.
Тема 3-2 Правовые основы обеспечения единства измерений
Тема 3-3. Основные характеристики измерений
Тема 3-4. Средства измерений и их классификация
Тема 3-5. Погрешности результатов измерений
Тема 3-6. Измерение параметров электрических сигналов
Тема 3-7. Измерение параметров радиоэлементов
Тема 3-8. Автоматизация измерений

Элементы контроля

Аудиторная работа 1
Домашнее задание 1-1
лабораторная работа 1-1
защита лабораторной работы 1-1
лабораторная работа 1-3
защита лабораторной работы 1-2
домашнее задание 1-2
защита лабораторной работы 1-3
Экзамен 1
Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса). Экзамен проводится на платформе (https://zoom.us/j/93441650665?pwd=T3pIdldFWXI0Nlh4WTA3eTVSaitzUT09). 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, доступ к сети интернет. 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. Экзаменационная оценка по разделу «Электротехника» (по окончании 1-го модуля) автоматически (без сдачи экзамена) может быть проставлена студенту по накопленной за модуль оценке, если её значение равно или превышает 4 балла. Если накопленная оценка меньше 4 баллов, студент обязан сдавать экзамен. Студент, которого не удовлетворяет автоматическая оценка за экзамен, имеет право сдавать экзамен.
лабораторная работа 1-2
Аудиторная работа 2-1 (семинары)
домашнее задание 2-1
лабораторная работа 2-1
лабораторная работа 2-2
лабораторная работа 2-3
защита лабораторной работы 2-2
защита лабораторной работы 2-3
экзамен 2
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, доступ к сети интернет, 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.
Аудиторная работа 3
Домашние задания 3
лабораторная работа 3-1
лабораторная работа 3-2
лабораторная работа 3-3
лабораторная работа 3-4
защита лабораторной работы 3-1
защита лабораторной работы 3-2
защита лабораторной работы 3-3
защита лабораторной работы 3-4
экзамен 3
Аудиторная работа 2-2 (лекции)
В СОВОКУПНОСТИ 5 ТЕСТОВ. ВЕС КАЖДОГО ТЕСТА В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,1
лабораторная работа 2-4
ВЕС ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,001
лабораторная работа 2-5
ВЕС ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,001
защита лабораторной работы 2-4
ВЕС ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,249
защита лабораторной работы 2-5
ВЕС ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ В ОЦЕНКЕ 1-ГО МОДУЛЯ 0,249
защита лабораторной работы 2-1
лабораторная работа 1-4
лабораторная работа 1-5
лабораторная работа 1-6
защита лабораторной работы 1-4
защита лабораторной работы 1-5
защита лабораторной работы 1-6
Аудиторная работа 2-1 (лекции)
контрольная работа 2-1

Промежуточная аттестация

2020/2021 учебный год 3 модуль
0.016 * защита лабораторной работы 1-1 + 0.015 * защита лабораторной работы 1-6 + 0.001 * лабораторная работа 1-3 + 0.001 * лабораторная работа 1-6 + 0.001 * лабораторная работа 1-5 + 0.001 * лабораторная работа 1-4 + 0.016 * защита лабораторной работы 1-3 + 0.001 * Аудиторная работа 1 + 0.015 * защита лабораторной работы 1-4 + 0.001 * лабораторная работа 1-2 + 0.2 * Домашнее задание 1-1 + 0.5 * Экзамен 1 + 0.015 * защита лабораторной работы 1-5 + 0.016 * защита лабораторной работы 1-2 + 0.2 * домашнее задание 1-2 + 0.001 * лабораторная работа 1-1
2020/2021 учебный год 4 модуль
0.001 * лабораторная работа 2-2 + 0.001 * лабораторная работа 2-3 + 0.033 * защита лабораторной работы 2-1 + 0.1 * контрольная работа 2-1 + 0.5 * экзамен 2 + 0.1 * Аудиторная работа 2-1 (семинары) + 0.032 * защита лабораторной работы 2-2 + 0.1 * Аудиторная работа 2-1 (лекции) + 0.1 * домашнее задание 2-1 + 0.032 * защита лабораторной работы 2-3 + 0.001 * лабораторная работа 2-1
2021/2022 учебный год 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").

Программа дисциплины