Учебно-методический комплекс основной образовательной программы по направлению подготовки бакалавров «Системный анализ и управление» Санкт-Петербург 2009 г

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание 4. Содержание дисциплины Разделы дисциплины по ГОС ВПО Специальные дисциплины 4.2. Содержание разделов дисциплины 2. Системные модели и характеристики электронных устройств. 3. Принципы и способы построения, структуры вторичных источников питания и их элементная база. 4. Вспомогательные компоненты: преобразователи электрического сигнала в световой и обратно светового в электрический сигнал. 5. Реализация основных аналоговых функций: усилители, ограничители, сравнивающие устройства. 6. транзисторно-транзисторные логические компоненты. 7. Вспомогательные компоненты: триггеры, устройства формирования и изменения длительности импульсов. 8. Реализация основных аналоговых операций на операционных усилителях. 9. Частотная фильтрация сигналов 10. Эталоны: генераторы гармонических и импульсных колебаний. 11.Временная селекция сигналов. 13. Источники стабилизированного вторичного электропитания. 5. Лабораторный практикум 6. Практические занятия 7. Курсовой проект (курсовая работа) не предусмотрен 8.2. Условия реализации и технические средства по обеспечению дисциплины 9. Материально-техническое обеспечение дисциплины ... Полное содержание

Подобный материал:

• Учебно-методический комплекс дисциплины б дв1 Теория систем и системный анализ Направление, 568.62kb.
• Учебно-методический комплекс учебной дисциплины для бакалавров по направлению философия, 325.96kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине философия спорта основной образовательной, 407.33kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине конфликтология основной образовательной, 480.7kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине культурология основной образовательной программы, 839.94kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине антропология основной образовательной программы, 2420.38kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине речевая коммуникация основной образовательной, 353.09kb.
• Основы экономики учебно-методический комплекс дисциплины для программы подготовки бакалавров, 888.35kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине основы теории коммуникации основной образовательной, 400.21kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине философия основной образовательной программы, 801.95kb.

.

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины по ГОС ВПО, разделы дисциплины по РПД и объемы по видам занятий

№	Разделы дисциплины по ГОС ВПО (дидактические единицы ГОС)	Разделы дисциплины по РПД	Объем занятий, час.	Примечания
Л	ЛЗ	П	СР
1	Специальные дисциплины	Введение. Системный подход к определению содержания дисциплины	1			18
2		Системные модели и характеристики электронных устройств	1
3		Принципы и способы построения, структуры вторичных источников питания и их элементная база	2
4		Вспомогательные компоненты: преобразователи электрического сигнала в световой и обратно светового в электрический	1	1
5		Реализация основных аналоговых функций: усилители, ограничители, сравнивающие устройства	6	2
6		транзисторно-транзисторные логические компоненты	6	2
7		Вспомогательные компоненты: триггеры, устройства формирования и изменения длительности импульсов	6	2
8		Реализация основных аналоговых операций на операционных усилителях	1
9		Частотная фильтрация сигналов	2	2
10		Эталоны: генераторы гармонических и импульсных колебаний	2
11		Временная селекция сигналов	2	6
12		цифро – аналоговые и аналогового – цифровые преобразователи сигналов	2	3
13		Источники стабилизированного вторичного электропитания.	2
Итого	Общая трудоемкость по ГОС ВПО 72 час.	Общая трудоемкость 72час.	36 час.	18 час.	час	час.

4.2. Содержание разделов дисциплины

1. Введение. Системный подход к определению содержания дисциплины. Понятие о системе, подсистеме, компоненте и элементе. различия в их моделях. цели системы, связи между отдельными частями, целостность. Основные операции необходимые для любых преобразований аналоговых (ограничение, масштабирование, алгебраическое суммирование, фильтрация, умножение, сравнение) и цифровых сигналов («И», «ИЛИ», «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ»). Вспомогательные устройства – запоминающие устройства цифровых сигналов (триггеры), преобразователи цифрового сигнала в аналоговый (ЦАП) и аналогового в цифровой (АЦП). Эталоны (источники питания, эталонные источники постоянного, гармонического и импульсного токов), преобразователи вида энергии и элементы (резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, диоды, транзисторы).

2. Системные модели и характеристики электронных устройств. Типы электрических сигналов, их временные и частотные характеристики, математические модели сигналов, преобразования Лапласа, Фурье, передаточные функции. Связь качества системы с её чувствительностью к изменениям параметров элементов, устойчивостью и структурой.

3. Принципы и способы построения, структуры вторичных источников питания и их элементная база. Синтез желаемого вида характеристик источников питания. Принципы построения, общая схема и элементная база. Построение источников питания. Кусочно-линейные модели желаемых характеристик выпрямителей и определение вольтамперной характеристики нелинейного элемента и его реализация с помощью выпрямительных диодов. Принципы построения выпрямителей и требования к параметрам диодов. Диоды Шоттки. Синтез эталонов источников постоянного напряжения, их кусочно-линейные модели, принципы построения, синтез требований к характеристикам нелинейного элемента и его реализация с помощью стабилитронов.

4. Вспомогательные компоненты: преобразователи электрического сигнала в световой и обратно светового в электрический сигнал. Приёмники и передатчики световых сигналов на фото- и светодиодах и лазерных излучателях света.

5. Реализация основных аналоговых функций: усилители, ограничители, сравнивающие устройства. Принципы построения масштабирующих устройств и их желаемые характеристики. Синтез способов построения масштабирующих устройств с помощью усилителей. Элементная база усилителей. Однокаскадные усилители тока, напряжения, тока и напряжения, инверторы для логических схем.

6. транзисторно-транзисторные логические компоненты. Синтез принципов и способов построения логических элементов. Таблицы истинности логических операций И, ИЛИ, И-НЕ и их реализация на диодных ограничителях, достоинства и недостатки диодных логических компонентов. Аппроксимация желаемых характеристик и синтез способов их реализации. Базовые структуры логических элементов. Фактические характеристики, проблемы повышения быстродействия принципы и способы их достижения на примере выпускаемых логических элементов. Согласованное соединение быстродействующих компонентов на кристалле.

7. Вспомогательные компоненты: триггеры, устройства формирования и изменения длительности импульсов. Схемы типовых триггеров и их применение. Принципы построения, статические и динамические характеристики триггеров (RS, CRS, D, JK, T); применение триггеров в счетчиках и регистрах. Триггеры Шмидта и их применение для сравнения сигналов и формирования прямоугольных импульсов.


8. Реализация основных аналоговых операций на операционных усилителях. Синтез усилителей постоянного тока, операционные усилители (ОУ). Их системные характеристики и параметры. Способы масштабирования, алгебраического суммирования, интегрирования, дифференцирования, сравнения, ограничения и умножения на ОУ повышающих качество этих операций.

9. Частотная фильтрация сигналов. Принципы построения активных фильтров. Аппроксимация частотных характеристик. Способы построения типовых звеньев фильтров первого- третьего порядков с постоянными и переменными во времени параметрами и синтез их структур.

10. Эталоны: генераторы гармонических и импульсных колебаний. Генераторы гармонических и импульсных колебаний. Необходимые и достаточные условия возникновения гармонических и импульсных колебаний. Способы построения RC-генераторов гармонических колебаний с постоянными и переменными во времени параметрами и примеры их реализации. Способы построения мультивибраторов и ждущих генераторов импульсов.

11.Временная селекция сигналов. Синтез способов временной фильтрации импульсных помех на логических элементах И-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ-ИЛИ и триггерах.

12.цифро – аналоговые и аналогового – цифровые преобразователи сигналов.

Преобразователь медленно меняющегося напряжения в длительность импульса (широтно-импульсный модулятор). Преобразователь длительности импульса в число импульсов эталонного генератора.

13. Источники стабилизированного вторичного электропитания. Последовательный стабилизатор напряжения с линейной обратной связью. Мощные стабилизаторы напряжения с широтно-импульсной обратной связью.

5. Лабораторный практикум

1. Исследование характеристик и параметров логических элементов И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

2. Исследование принципов построения, структур и параметров триггеров типа: RS, CRS, D, СJK, T.

3. Исследование способов построения устройств, изменяющих длительность запускающих импульсов.

4. Исследование способов построения счётчиков и регистров и индикации их работы. Увеличение их разрядности.

5. Исследование характеристик триггера Шмидта и его применений для формирования прямоугольных импульсов из сигналов различной формы и генерации прямоугольных импульсов.

6. Исследование преобразователя аналогового сигнала в цифровой код.

7. Моделирование и исследование характеристик стабилизаторов напряжения с применением программного комплекса MICRO-CAP.

Примечание: Лабораторные исследования выполняются за два посещения.

6. Практические занятия

На практических занятиях проводятся теоретические расчёты исследуемых в лаборатории устройств. Студенты выполняют три расчётных задания

7. Курсовой проект (курсовая работа) не предусмотрен

8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

8.1. Рекомендуемая литература

Основная литература

1. Лыпарь Ю.И. Электроника и схемотехника (электронная версия расположена на сайте каф. САиУ).– 2009г.

2. Ракитин В.В. Интегральные схемы на КМОП-транзисторах. Учебное пособие. – М.: 2007г.

3.Алексенко А.Г., шагурин И.И. Микросхемотехника. Учебное пособие для вузов.-М.: Радио и связь, 2005.


Дополнительная литература:

1. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов.– СПб: BHV, 2004.

2. Прянишников В.А. Электроника. –СПб,: КОРОНА-ВЕК, 2009.

8.2. Условия реализации и технические средства по обеспечению дисциплины

Информационное, программное и аппаратное обеспечение локальной компьютерной сети, специальное программное обеспечение информационное и программное обеспечение глобальной сети Internet

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Лаборатория оснащена специальными универсальными стендами, осциллографами, генераторами электрических колебаний, специализированными источниками вторичного электропитания стендов, лицензионными программными продуктами, позволяющими осуществить моделирование электронных схем.

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

В лаборатории проводятся НИР с использованием осциллографов, вольтметров и других измерительных приборов, а также компьютеров для аналитической обработки сигналов и подготовки отчётов студентов по выполненной работе. Тематика исследований соответствует программе дисциплины и способствует приобретению практических навыков и умений измерять параметры и характеристики исследуемых устройств, применять теоретические знания в действии. Кроме того, приобретаются навыки поиска неисправностей и ошибок монтажа; учитывать влияние монтажа на форму сигналов.

При подготовке к экспериментальным исследованиям студент самостоятельно прорабатывает соответствующий заданию теоретический материал, рисует все схемы исследуемых устройств, приводит их паспортные параметры, чертит графики теоретических зависимостей и подготавливает место для экспериментальных параметров и зависимостей. В необходимых случаях осуществляет расчёты параметров отдельных элементов и характеристик.