Програма навчальної дисципліни “Аналогова і цифрова електроніка” (РЕ)

Автор: · Дата: 17 Декабрь 2012 · Пока нет комментариев

Міністерство освіти і науки України

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

Кафедра фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

ЗАТВЕРДЖУЮ

 

Перший проректор___________________________

“_____”_______________20___ р.

 

РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

 

  “ АНАЛОГОВА І ЦИФРОВА ЕЛЕКТРОНІКА

(шифр і назва навчальної дисципліни)

напряму підготовки_____________6.050801 – мікро і наноелектроніка______________

(шифр і назва напряму підготовки)

для спеціальності ________________6.05080102 Фізична і біомедична електроніка ___

(шифр і назва спеціальності (тей)

спеціалізації_____________________________________________________________

(назва спеціалізації)

факультету _____________________радіофізичний______________________

 (назва факультету)

 

Кредитно-модульна система

організації навчального процесу

 

Харків – 2012

 

 

Аналогова і цифрова електроніка. Робоча програма навчальної дисципліни для студентів за напрямом підготовки 6.050801 – мікро і наноелектроніка, спеціальністю 6.05080102 “Фізична і біомедична електроніка”.

„___” ________, 2012 –  7 с.

 

Розробник: Стєрвоєдов М.Г., канд. техн. наук, доцент.

 

Робоча програма затверджена на засіданні кафедри фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

 

Протокол № ___ від.  “____”________________20__ р.

 

Завідувач кафедри  фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

 

____________________    (Катрич В.О.)

(підпис)                       (прізвище та ініціали)

“_____”___________________ 20___ р

 

Схвалено методичною комісією кафедри  фізичної і біомедичної електроніки та комплексних інформаційних технологій

_______________________________________________________________

Протокол № ___ від.  “____”________________20___ р.

 

“_____”________________20__ р. Голова     _______________                        (  Черногор Л.Ф.)

(підпис)                                           (прізвище та ініціали)

 

1.     Опис навчальної дисципліни

 

Найменування показників

Галузь знань, напрям підготовки, освітньо-кваліфікаційний рівень

Характеристика навчальної дисципліни

денна форма навчання

заочна форма навчання

Кількість кредитів  –4,5

Галузь знань

_0508 електроніка

(шифр і назва)

 за вибором ВНЗ

 

Напрям підготовки

6.050801 – мікро і нано елекроніка

Модулів – 3 Спеціальність (професійнеспрямування):7.05080102 Фізична та біомедична електроніка

Рік підготовки:

3 – й

Індивідуальне науково-дослідне завдання ___________(назва)

Семестр

Загальна кількість годин – 162

5 – й

Лекції

Тижневих годин для денної форми навчання:аудиторних – 3самостійної роботи студента – 3

Освітньо-кваліфікаційний рівень:

бакалавр

36 год.

 год.

Практичні, семінарські

18 год.

 год.

Лабораторні

18 год.

 год.

Самостійна робота

90 год.

 год.

ІНДЗ:      год.

Вид контролю: екзамен

 

Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної і індивідуальної роботи становить:

для денної форми навчання – 72/90 = 0,8

для заочної форми навчання –

 

  1. 2.     Мета та завдання навчальної дисципліни

 

Метою викладання дисципліни “Аналогова і цифрова електроніка” є ознайомлення студентів з основами схемотехніки аналогових і цифрових пристроїв, в першу чергу, що виготовляються за інтегральною технологією,  методами їх аналізу, а також формування у студентів знань і умінь, що дозволяють здійснювати схемотехнічне проектування радіоелектронних пристроїв, що забезпечують аналогову і цифрову обробку сигналів. Ці знання і уміння мають не лише самостійне значення, але повинні також забезпечити базу для освоєння інших інженерних дисциплін.

Об’єктом вивчення курсу є схемотехніка аналогових і цифрових пристроїв і особливості цих пристроїв, що враховують їх реалізацію по інтегральній технологи.

Предмет вивчення – принципи функціонування основних аналогових і цифрових пристроїв, їх базових елементів; проектування схемотехніки цифрових і аналогових пристроїв, що розробляються у тому числі з урахуванням можливості їх реалізації по інтегральної технології; методи розрахунків, пов’язані з вибором параметрів і режимів роботи.

Завдання навчальної дисципліни – дати студентам теоретичну та практичну підготовку в області проектування та експлуатації технічних засобів сучасної електронної техніки.

У результаті вивчення даного курсу студент повинен

знати: – принципи функціонування основних аналогових пристроїв і їх базових елементів, у тому числі диференціальних каскадів і операційних підсилювачів, а також пристроїв обробки аналогових сигналів, побудованих на їх базі;

– принципи функціонування основних цифрових пристроїв і їх базових

елементів;

– особливості схемотехніки аналогових і цифрових пристроїв, що враховують

їх реалізацію за інтегральною технологією;

вміти: – застосовувати методи аналізу аналогових і цифрових пристроїв;

– здійснювати проектування схемотехніки аналогових і цифрових пристроїв, що розробляються, з урахуванням можливості їх реалізації по інтегральній технології; виконувати розрахунки, пов’язані з вибором параметрів і режимів роботи  пристроїв.

 

  1. 3.     Програма навчальної дисципліни

 

Модуль 1. Аналогова схемотехніка

 

Тема 1. Ввідна лекція (2години).Завдання курсу, його основні положення і місце дисципліни в підготовці фахівців. Загальна структура і основні елементи інформаційно-управляючої системи для фізичного експерименту. Структурна схема підсилювального пристрою. Характеристики джерел сигналу, навантаження і джерела живлення, їх еквівалентні схеми. Поняття зворотного зв’язку. Основні характеристики і показники роботи диференціального каскаду. Ідеальний операційний підсилювач (ОП): властивості і правила розрахунку схем. Неінвертуюче, інвертуюче та диференціальне включення ОП. Нєїнвертуючий та інвертуючий суматор на ОП. Схема підсумовування і віднімання на ОП. Інтегратор і диференціатор на ОП. Компаратор напруги на ОП.

Тема 2. Вимірювальні підсилювачі на ОП.Генератори струму на ОП. Джерело струму в незаземленне навантаження на ОП. Піковий (амплітудний) детектор на ОП. Перетворювач струм – напруга на ОП. Схема термопарного термометра з диференціальним підсилювачем на ОП. Схема фотометру на ОП

Тема 3. Компаратор напруги з гістерезисом на ОП. Пасивні і активні фільтри низької і високої частоти на ОП. Смуговий та ежекторний активнї фільтри на ОП.Генератори на ОП. Схема генератора на ОП з регулюванням частоти імпульсів.

Модуль 2. Цифрова схемотехніка

 

Тема 4.    Системи числення. Визначення булевої (логічної, переключаючеї ) функції. Логічні операції і логічні елементи. Способи визначення булевих функцій.  Булеві функції одній і двох змінних. Теореми булевої алгебри. Повні набори булевих функцій. Визначення комбінаційної схеми. Синтез комбінаційних схем на прикладі синтезу мажоритарної схеми. Синтез дешифраторів. Синтез комбінаційної схеми на прикладі синтезу дешифратора для сімисегментного індикатора. Синтез комбінаційних схем на прикладі синтезу полусумматора. Синтез повного суматора. Арифметичний суматор двійкових чисел.

 

Тема 5. Визначення тригера. Rs-тригери на елементах І-НІ та АБО-НІ. Rsт – тригер. D і DТ – тригер. Лічильний тригер. Двійкові лічильники. . Двійкові та двійково – десяткові лічильники Регістри. Паралельний та паралельно – послідовний регістр. Старт – стопова схема  виміру інтервалу часу. Структурна схема частотоміра і лічильника імпульсів з індикацією.

Тема 6. Схема вибірки – зберігання на ОП. ЦАП, АЦП. Визначення і приклади використання. ЦАП з підсумовуванням струмів (із зваженими резисторами). ЦАП з матрицею R – 2R. Алгоритм роботи і структурна схема АЦП диференціального кодування (прямого підрахунку). Алгоритм роботи і структурна схема АЦП  послідовного наближення..

АЦП методом перетворення А – Т – код (амплітуда – інтервал часу – код). Алгоритм роботи і структурна схема АЦП  подвійного інтегрування. Алгоритм роботи і структурна схема АЦП  з перетворенням напруги в частоту імпульсів.

  1. 4.     Структура навчальної дисципліни

 

Назви модулів і тем

Кількість годин

Денна форма

Заочна форма

Усього

у тому числі

Усього

у тому числі

л

п

лаб

інд

ср

л

п

лаб

інд

ср

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Модуль 1 Аналогова схемотехніка

Тема 1.

9

6 6
Тема 2.

9

6 6
Тема 2.

9

6 6
Разом за модулем 1

27

18 9 18

Модуль 2 Цифрова схемотехніка

Тема 4.

9

6 6
Тема 5.

9

6 6
Тема 6.

9

6 6
Разом за модулем 2

27

18 9 18

Усього годин

54

36 18 36

Модуль 3 Лабораторні роботи

Лабораторні роботи Т7…Т11

54

18 54

Усього годин

162

36 18 18 90

 

5. Теми практичних занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Т1

Розрахунки підсилювальних властивостей резистивного каскаду з СЗЕ, СЗК, СЗБ та диференціального каскаду.

16

2

Т2, Т3

Розрахунки лінійних та нелінійних аналогових схем на ОУ.

14

3

Т4

Синтез цифрових комбінаційних схем

14

4

Т5

Вивчення тригерів, лічильників та регістрів

14

5

Т5,Т6

Моделювання  цифро – аналогово перетворювача та аналого – цифрового перетворювача

14

Разом

72*

 

* – Включно з самостійною роботою.

 

 

 

 

 

 

 

6. Теми лабораторних  занять

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Т7

Комплексна лабораторна робота № 1 “Дослідження підсилювальних властивостей резистивного каскаду зі СЗЕ . Порівняльна характеристика резистивних каскадів СЗЕ, СЗК, СЗБ та диференціального каскаду”.

16

2

Т8

Комплексна лабораторна робота № 2 “Дослідження лінійних аналогових схем на ОУ”

14

3

Т9

Комплексна лабораторна робота № 3“Дослідження цифрових схем”

14

4

Т10

Комплексна лабораторна робота  № 4“Дослідження цифро – аналогово перетворювача”

14

5

Т11

Комплексна лабораторна робота  № 5“Дослідження аналого – цифрового перетворювача”

14

Разом

72*

Виконуються реальні і віртуальні частини лабораторної роботи.

* – Включно з самостійною роботою.

 

7. Самостійна  робота

 

з/п

Назва теми

Кількість

годин

1

Підготовка до лабораторних робіт

36

2

Повторення матеріалу з аналогової електроніки

6

3

Повторення матеріалу з цифрової електроніки

6

4

Підготовка до контрольних робіт

6

5

Вивчення комп’ютерних систем моделювання електронних схем Electronics Workbench,  MicroCAP, Multisim , PROTEUS VSM та моделювання схем.

36

Разом

90

 

8. Індивідуальне навчально – дослідне завдання

9. Методи навчання

Лекційні заняття, практичні заняття, лабораторні роботи, самостійна робота.

10. Методи контролю

Поточний контроль – контрольна робота (модулі 1 і 2), звіти з виконання лабораторних робіт. (модуль 3) Підсумковий семестровий контроль – Іспит – письмово.

 

 

 

 

 

 

11. Розподіл балів, які отримують студенти

Приклад для екзамену

Поточне тестування та самостійна робота

Підсумковий cеместровий контроль (екзамен)

Сума

Модуль 1

Модуль 2

Модуль 3

40

100

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

Т7

Т8

Т9

Т10

Т11

5

5

5

5

5

5

10

5

5

5

5

Т1, Т2 … Т11 – теми модулів

Модуль 1, теми 1,2,3 – контрольна робота 1, максимальна оцінка – 15 балів. Модуль 2, теми 4,5,6– контрольна робота 2, максимальна оцінка – 15 балів. Модуль 3, теми 7…11 (лабораторні роботі) – звіти з виконаних лабораторних робіт, максимальна оцінка – 30 балів. Мінімальна кількість балів для зарахування по модулю 1 і 2 – 5, по модулю 3 – 10 балів.

Мінімальна кількість балів для допуску студента до підсумкового семестрового контролю 20 балів.

 

 

Шкала оцінювання

 

Сума балів за всі види навчальної діяльності протягом семестру

Оцінка ECTS

Оцінка за національною шкалою

для екзамену, курсової роботи (проекту), практики

для заліку

90 – 100

А

відмінно

зараховано

80-89

В

добре

70-79

С

60-69

D

задовільно

50-59

E

1-49

FX

незадовільно

не зараховано

 

12. Методичне забезпечення

 

1. Electronics Workbench 5.12 – программа для моделирования электронных схем.

2. MicroCAP 8 программа моделирования электронных схем.

3. Multisim 7: Современная система компьютерного моделирования.

4. PROTEUS VSM. Система виртуального моделирования схем.

 

13. Рекомендована література

 

Базова

1. А.Г.Алексенко. Основы микросхемотехники. – М.: Физматлит     Юнимедиастайл. – 2002.

2. П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники. – М.: «Мир». – Т. 1 ¸ 3. –    1993.

3. А.И.Кучумов. Электроника и схемотехника. – М.: «Гелиос АРВ». – 2002.

4. Ю.Ф.Опадчий, О.П.Глудкин, А.И.Гуров. Аналоговая и цифровая

электроника.  – М.: «Горячая линия – Телеком». – 1999.

5. В.И.Каганов. Радиотехника + компьютер + mathcad. – М.: «Горячая Линия

– Телеком». – 2001.

6. 2. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. Уч. пособие. – СП.: БХВ Петербург, 2001.–528 с.

7. В.И.Карлащук. Электронная лаборатория на IBM PC. – М.: «Солон Р». –   1999.

8. Дж.Гринфилд. Транзисторы и линейные ИС. – М.: «Мир». – 1992.

9. Густав Олссон, Джангуидо Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления. – Санкт-Петербург: «Невский Диалект». – 2001.

10.Майс Предко. Руководство по микроконтроллерам. – М.: Постмаркет. –

2001.

11. У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника. М. Мир, 1982

12. М.П. Бабич, І.А. Жуков. Комп’ютерна схемотехніка. Київ. МК-Прес, 2004

13. М.Х. Джонс. Электроника-практический курс. М. Постмаркет, 1999

14. Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. Учебное по-собие для ВУЗов. – М.: «Радио и связь». 1990, – 496 с.

3. Бабич М.П., Жуков І.А. Комп’ютерна схемотехніка. Навч. посібник. – К.: НАУ, 2002. – 508 с.

Допоміжна

1. ДСТУ 3212-95. Мікросхеми інтегровані. Класифікація та система умовних позначень.

2. ДСТУ 2399-94. Системи обробки інформації. Логічні пристрої, схеми, сигнали. Терміни та визначення.

3. ДСТУ 2383-94. Мікросхеми інтегровані. Терміни, визначення та літерні позначення електричних параметрів.

4. ДСТУ 2533-94. Системи обробки інформації. Арифметичні та логічні операції. Терміни та визначення.

5. ГОСТ 2.708-81. ЕСКД. Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники.

6. ГОСТ 2.7043-91. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники.

7. Цифровые интегральные микросхемы: справочник «П.П. Мальцев, Н.С. Долидзе и др. – Радио и связь, 1994. – 240с.»

14. Інформаційні ресурси

1. www.electroclub.info/article/comp_modeling.htm

Популярность: 21%

Рубрика: Робочі програми ·  



Оставить комментарий или два

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.