Delivered at:: School of Electronic Engineering

Course type:: Compulsory course

When:: 2 year, 3, 4 module

Instructors

Ismail-zade, Mamed R.

Kasatkin, Alexandr

Rjabov, N.I.

Sambursky, Lev M.

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, метрологи-ческих 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

Знать: задачи электротехники
Знать: Основные понятия и законы электрических цепей
Уметь: записать математические уравнения для основных законов
Владеть: методиками составления систем уравнений, описывающих электрические цепи
Знать: особенности состава и функционирования линейных электрических цепей постоянного тока
Уметь: выбрать необходимые принципы и законы для описания режима работы.
Владеть: методиками расчёта режимов линейных цепей постоянного тока
Знать: особенности протекания переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами
Уметь: выбрать необходимые принципы и законы для описания переходного процесса.
Владеть: методиками расчёта переходных процессов
Знать: особенности состава и функционирования линейных электрических цепей гармонического тока
Владеть: методиками расчёта режимов линейных цепей гармонического тока
Знать: особенности состава и функционирования линейных электрических цепей с распределёнными параметрами
Владеть: методиками расчёта установившихся процессов в линейных цепях с распределёнными параметрами
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

Содержание учебной дисциплины

Тема 1-1. Введение
Предмет раздела «Электротехника». Общая характеристика задач, относящихся к теории электрических цепей, связанных с преобразованием, передачей- энергии и информации.
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 1-2. Основные понятия и законы электрических цепей
Электрическая цепь и её элементы: источники электрической энергии, преобразовательные элементы, приёмники энергии. Пассивные и активные элементы цепи. Процессы в цепях и способы их исследования. Схема замещения цепи и её элементов: схемы с распределёнными и сосредоточенными параметрами. Понятия о нелинейных, линейных и резистивных схемах. Принципы записи (составления) уравнений по законам Кирхгофа.
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 1-3. Основные принципы и методы анализа линейных схем постоянного тока
Принципы записи уравнений по законам Ома и Джоуля-Ленца. Баланс мощностей. Расчёт токов и напряжений на основании законов Кирхгофа и Ома. Принципы анализа линейных резистивных схем. Принцип компенсации. Принцип наложения и линейности. Метод наложения. Принцип взаимности. Теорема об эквивалентном источнике. Метод эквивалентного источника.
Тема 2-3. Общая характеристика усилительных устройств. Усилительные каскады
Классификация усилительных устройств. Схемные функции. Частотные характеристики. Параметры переходного процесса.
Тема 1-4. Анализ переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
Причины возникновения переходных процессов. Классический метод анализа переходных процессов. Методы формирования характеристических уравнений без составления дифференциальных уравнений. Методы расчета начальных условий.
Тема 1-5. Анализ установившихся процессов гармонического тока в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
Основные обозначения. Элементы линейных схем замещения цепей гармонического тока и уравнения связи между мгновенными значениями тока и напряжения на ёмкости и индуктивности. Комплексный метод расчёта амплитуд (или действующих значений) и начальных фаз гармонических токов и напряжений. Понятие о резонансе напряжений и токов. Частотные характеристики и резонансные кривые контура.
Тема 1-6. Основы анализа установившихся процессов гармонического тока в линейных цепях с распределёнными параметрами
Основные понятия и уравнения: первичные параметры; телеграфные уравнения линии при однородном распределении параметров. Решение телеграфных уравнений в установившемся режиме гармонического тока. Бегущие, прямые и обратные волны напряжения и тока. Вторичные параметры. Несогласованный и согласованный режимы работы цепи с распределёнными параметрами. Условие передачи сигналов по линии без искажения.

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.
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

Промежуточная аттестация (3 модуль)
0.001 * Аудиторная работа 1 + 0.2 * Домашнее задание 1-1 + 0.2 * домашнее задание 1-2 + 0.016 * защита лабораторной работы 1-1 + 0.016 * защита лабораторной работы 1-2 + 0.016 * защита лабораторной работы 1-3 + 0.015 * защита лабораторной работы 1-4 + 0.015 * защита лабораторной работы 1-5 + 0.015 * защита лабораторной работы 1-6 + 0.001 * лабораторная работа 1-1 + 0.001 * лабораторная работа 1-2 + 0.001 * лабораторная работа 1-3 + 0.001 * лабораторная работа 1-4 + 0.001 * лабораторная работа 1-5 + 0.001 * лабораторная работа 1-6 + 0.5 * Экзамен 1
Промежуточная аттестация (4 модуль)
0.1 * Аудиторная работа 2-1 (лекции) + 0.1 * Аудиторная работа 2-1 (семинары) + 0.1 * домашнее задание 2-1 + 0.033 * защита лабораторной работы 2-1 + 0.032 * защита лабораторной работы 2-2 + 0.032 * защита лабораторной работы 2-3 + 0.1 * контрольная работа 2-1 + 0.001 * лабораторная работа 2-1 + 0.001 * лабораторная работа 2-2 + 0.001 * лабораторная работа 2-3 + 0.5 * экзамен 2

Bachelor’s Programme 'Information Science and Computation Technology'

Electronics, Electrical and Metrology

Instructors

Программа дисциплины

Аннотация

Цель освоения дисциплины

Планируемые результаты обучения

Содержание учебной дисциплины

Элементы контроля

Промежуточная аттестация

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

Рекомендуемая дополнительная литература