Поиск по базе сайта:
Програма предмет Аналогова І цифрова схемотехніка Спеціальність Фізична І біомедична електроніка Форма навчання Денна Семестр V курс III icon

Програма предмет Аналогова І цифрова схемотехніка Спеціальність Фізична І біомедична електроніка Форма навчання Денна Семестр V курс III




Скачати 166.86 Kb.
НазваПрограма предмет Аналогова І цифрова схемотехніка Спеціальність Фізична І біомедична електроніка Форма навчання Денна Семестр V курс III
Дата конвертації21.05.2013
Розмір166.86 Kb.
ТипПрограма

РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА


Предмет Аналогова і цифрова схемотехніка

Спеціальність Фізична і біомедична електроніка

Форма навчання Денна

Семестр V

Курс III


ВИПИСКА З НАВЧАЛЬНОГО ПЛАНУ


№ семестру

К-сть ауд.год.

У тому числі

Консуль-тації

Курсова

робота

Заліки

Іспити

Лекції

Практ.

Лаб. роб.

V

60

36

-

18

2

-

-

4


Самостійна робота 50 год.


АНОТАЦІЯ


Програма розроблена для підготовки бакалаврів в рамках спеціальності 6.090800 “Фізична і біомедична електроніка” напрямку 0908 “Електроніка”.
^

1. МЕТА І ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ. ЇЇ МІСЦЕ В УЧБОВОМУ ПРОЦЕСІ

1.1. Мета викладання предмету


Метою викладання даної дисципліни є ознайомлення студентів з основами схемотехніки аналогових та цифрових пристроїв, методами їх аналізу та проектування, формування знань, необхідних для вивчення інших дисциплін (“Мікропроцесорна техніка”, “Цифрова обробка сигналів” і т.д.).

^

1.2. Завдання викладання предмету



Після вивчення даної дисципліни студент повинен знати:

  • принципи функціонування основних аналогових та цифрових пристроїв та їх основних базових елементів;

  • особливості схемотехніки аналогових та цифрових пристроїв;

  • методи аналізу аналогових та цифрових пристроїв;

  • перетворення аналогових та цифрових сигналів з допомогою АЦП та ЦАП;

  • класифікацію та умовні позначення інтегральних мікросхем.

Повинен вміти:

  • читати структурні та принципові схеми аналогових та цифрових пристроїв;

  • виконувати розрахунки, пов’язані з вибором параметрів та режимів роботи пристроїв, що проектуються;

  • використовувати одержані знання при експлуатації аналогової та цифрової техніки.
^

Тематичний план дисципліни:


№ п/п

Тема

Кількість годин

Усього

Лекції

Л. З.

С. Р.

1

2

3

4

5

6

1.

Компоненти радіоелектронних пристроїв і їх математичні моделі. Пасивні компоненти. Резистори, конденсатори, індуктивності, трансформатори. Напівпровідникові діоди, фізичні і математичні моделі. Еквівалентні схеми діодів різного призначення, їх параметри. Біполярні транзистори. Фізичні процеси в транзисторах. Польові транзистори, принцип роботи, класифікація і основні характеристики, математичні моделі. Тиристори. Фізичні процеси в тиристорах, їх принцип дії, класифікація, основні технічні характеристики.

10

4

2

4

2.

Підсилювачі сигналів на напівпровідникових елементах. Класифікація підсилювачів, основні параметри і характеристики. Еквівалентні схеми підсилювачів. Активний чотирьохполюсник. Обернений зв'язок і його вплив на показники і характеристики аналогових пристроїв. Додатний і від’ємний обернений зв'язок в підсилювачах сигналів. Глибина оберненого зв'язку. Стійкість підсилювачів з ОЗ. Частотнозалежний ОЗ і АЧХ підсилювачів з ОЗ.

6

2

-

4

3.

Статичний режим роботи підсилювальних каскадів на транзисторах. Розрахунок режиму роботи транзистора по постійному струму. Режими класу А, В, З, Д. Лінія навантаження. Вибір робочої точки. Способи включення транзисторів в підсилювальних каскадах і особливості їх розрахунку по постійному струму. Термостабілізация робочої точки. Схеми подачі напруги зміщення на транзистори. Підсилювальний каскад. Диференціальні підсилювачі постійного струму. Схемотехніка підсилювачів з безпосередніми зв'язками. Підсилювачі низької частоти, коефіцієнт посилення, АЧХ, основні схеми побудови. Резонансні підсилювачі.

8

2

2

4

4.

Операційні підсилювачі (ОП) і їх застосування. Основні види ОП, їх параметри і характеристики. Основи схемотехніки, частотна корекція, захист від перевантажень. ОП охоплені оберненим зв'язком, похибка і стабільність коефіцієнта посилення. Частотна і перехідна характеристики. Основні схеми застосування ОП.

8

2

2

4

5.

Компаратори напруги. Характеристики компараторів. Компаратори з додатним оберненим зв'язком. Схемотехніка компараторів. Динамічні характеристики компаратора.

7

2

1

4

6.

Активні RC-фільтри. Передаточна функція, методи апроксимації. Методи розрахунку активних RC-фільтрів НЧ, ВЧ, СФ, ЗФ.

7

2

1

4

7.

Генератори електричних сигналів. Генератори синусоїдальних коливань. Основні принципи генерації. Обернений зв'язок. RC-генератори на транзисторах і на ОП. Стабілізація частоти. Генератори прямокутних імпульсів. Блокінг-генератори.

8

2

2

4

8.

Аналогово-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі. Принцип дії, схемотехніка та основні параметри. Статичні і динамічні характеристики перетворювачів.

6

2

-

4

9.

Цифрова електроніка. Основи булевої алгебри. Аксіоми та теореми булевої алгебри. Логічні елементи (ЛЕ). Інтегральні схеми із структурами комбінаційного типу (мультиплексори, шифратори, дешифратори, суматори). Синтез логічних схем за заданими логічними функціями. Тригери, їх класифікація і основні схемні рішення на основі ЛЕ. Лічильники, регістри, елементи пам'яті. Таблиці станів і прикладні рівняння. Приклади побудови лічильників, зсуваючих регістрів, пристроїв пам’яті. Мікропроцесори та мікроконтролери. Основні характеристики і класифікація мікропроцесорів. Основи архітектури мікропроцесорних пристроїв.

44

18

8

18




Всього

104

36

18

50


2. ЗМIСТ ДИСЦИПЛIНИ.
^

2.1. Лекційні заняття.




п/п

Назва лекційних тем, їх зміст

Об’єм в годинах

1

2

3

1.

Компоненти радіоелектронних пристроїв. Резистори, конденсатори, індуктивності, трансформатори. Напівпровідникові діоди різного призначення. Біполярні та польові транзистори. Тиристори.

4

2.

Підсилювачі сигналів на транзисторах. Класифікація підсилювачів, їх параметри і характеристики. Обернений зв'язок і його вплив на показники і характеристики аналогових пристроїв. Додатний і від’ємний обернений зв'язок в підсилювачах сигналів. Стійкість підсилювачів з ОЗ.

2

3.

Статичний режим роботи підсилювачів на транзисторах. Розрахунок режиму роботи транзистора по постійному струму, вибір робочої точки та її термостабілізація. Способи включення транзисторів в підсилювальних каскадах і особливості їх розрахунку по постійному струму. Диференціальні підсилювачі постійного струму. Резонансні підсилювачі.

2

4.

Операційні підсилювачі (ОП), їх параметри і характеристики. ОП охоплені оберненим зв'язком, похибка і стабільність коефіцієнта підсилення. Частотна і перехідна характеристики. Основні схеми застосування ОП (інвертуючий та неінвертуючий підсилювачі, інтегратор, суматор).

2

5.

Компаратори напруги та їх характеристики. Компаратори з додатним оберненим зв'язком. Динамічні характеристики компаратора. Активні RC-фільтри. Передаточна функція, методи апроксимації. Розрахунок активних RC-фільтрів НЧ, ВЧ, СФ, ЗФ.

2

6.

Генератори синусоїдальних коливань. Основні принципи генерації. Обернений зв'язок. RC-генератори на транзисторах і на ОП. Генератори прямокутних імпульсів. Блокінг-генератори.

2

7.

Цифрові і аналогові електронні ключі, їх використання. Принцип дії електронних ключів, схемотехніка і основні параметри. Статичні і динамічні характеристики ключів на транзисторах.

2

8.

АЦП та ЦАП, їх класифікація, основні параметри та використання. Дискретизація та квантування аналогових сигналів. Структура АЦП, ЦАП.

2

9.

Основи булевої алгебри, її аксіоми та теореми. Логічні функції та елементи. Перетворення логічних функцій. Основні логічні елементи. Серії мікросхем.

2

10.

Елементи ТТЛ. Базовий елемент ТТЛ, його схема. Вихідні характеристики. Схеми ТТЛШ. Елементи на комплементарних МНД – транзисторах. Особливості технології. Класифікація. Базові елементи. Процес переключення елемента КМНД.


2

11.

Функціональні вузли комбінаційного типу. Методика проектування комбінаційних вузлів. Вибір елементної бази. Мінімізація логічної функції. Синтез логічних схем.


2

12.

Мультиплексори та демультиплексори. Синтез мультиплексорів та демультиплексорів. Логічна функція, таблиця істинності для мультиплексорів та демультиплексорів та їх реалізація з допомогою логічних елементів.


2

13.

Шифратори та дешифратори. Перетворювачі кодів. Синтез шифраторів та дешифраторів. Логічні функції, таблиці істинності для шифраторів та дешифраторів. Реалізація дешифраторів на логічних елементах.


2

14.

Суматори та екстрактори. Синтез суматорів. Логічні функції, таблиці істинності для суматорів. Реалізація суматорів на логічних елементах. АЛП та їх використання.


2

15.

Послідовнісна логіка. Структура та класифікація статичних тригерів. Синхронні тригери. Синхронізація рівнем та фронтом. Синтез RS-тригерів. Логічні функції, таблиця істинності для RS-тригерів. Реалізація RS-тригерів з допомогою І-НЕ та АБО-НЕ елементів. D-, T-, JK- тригери. Логічні функції та таблиці істинності для цих тригерів. Реалізація D-, T-, JK- тригерів. Інтегральні мікросхеми, що реалізують тригери.


2

16.

Лічильники. Класифікація лічильників. Синтез лічильників з допомогою тригерів. Дільники частоти на основі лічильників. Інтегральні мікросхеми, що реалізують лічильники.

2

17.

Регістри. Синтез регістрів. Інтегральні мікросхеми, що реалізують регістри.

2




Всього

36



^

2.2. Лабораторні заняття





№ п/п

Тема заняття, його зміст

Об’єм в годинах

1

2

3

1.

Дослідження напівпровідникових діодів, біполярних та польових транзисторів.

2

2.

Однокаскадний транзисторний підсилювач. Дослідження основних параметрів та характеристик підсилювача.

2

3.

Дослідження основних підсилювальних схем на операційних підсилювачах.

2

4.

Розрахунок та дослідження активних RC - фільтрів на операційних підсилювачах.

2

5.

Генератори на основі транзисторів та операційних підсилювачів. Розрахунок та дослідження.

2

6.

Дослідження базових логічних елементів мікросхем серії К155, К561, К176. Таблиці істинності. Реалізація логічних функцій з допомогою базових логічних елементів.

2

7.

Вивчення цифрових пристроїв комбінаційного типу (мультиплексори, дешифратори, суматори).

2

8.

Вивчення асинхронних та синхронних RS-тригерів. Дослідження D-, T-, JK- тригерів.

2

9.

Лічильники та регістри. Розрахунок та дослідження.

2




Всього

18



^

4. НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНI МАТЕРІАЛИ ПО ДИСЦИПЛІНІ


1. Гершунский Б.С., Основы электроники. –К.: Вища школа, 1977, 344 с.

2. Хоровиц П., Хилл У., Искусство схемотехники. В двох томах. –М.: Мир, 1983.

3. Фолкенберри Л., Применение операционных усилителей и линейных ИС. –М.: Мир, 1985, 572 с.

4. Степаненко И.П., Основы теории транзисторов и транзисторных схем. –М.: Энергия, 1977, 660 с.

5. Манаев Е.И., Основы радиоэлектроники. –М.: Радио и связь, 1985, 488 с.

6. Зельдин Е.А., Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. –Л.: Энергоатомиздат, 1986, 280 с.

7. Нешумова К.А., Электронные вычислительные машины и системы. –М.: Высшая школа, 1989, 266 с.

8. Токхейм Р., Основы цифровой техники. –М.: Мир, 1988, 384 с.

9. Ясен Й., Курс цифровой электроники. В 4-х томах. –М.: Мир, 1987.

10. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. Якубовского С. В. - М.: Радио и связь, 1990.

11. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отд., 1989.

^

5. ФОРМИ ТА ЗАСОБИ ПОТОЧНОГО І ПІДСУМКОВОГО КОНТРОЛЮ



Поточний контроль знань студентів здійснюється шляхом усного та письмового контролю за матеріалами лекцій. Підсумковим контролем знань є іспит у 5-му семестрі. До іспиту допускаються студенти, що виконали всі лабораторні роботи, отримали позитивні оцінки з контрольних робіт та виконали два індивідуальних завдання на протязі семестру. Приклади екзаменаційних білетів, та індивідуальних завдань приведені в додатку. Індивідуальні завдання представляють собою розрахунок аналогового та цифрового пристрою. По результатам контрольних робіт та індивідуальних завдань студенти отримують бали (контрольна робота до 10 балів, індивідуальне завдання – до 20 балів).

^

6. ПИТАННЯ ГАРАНТОВАНОГО РІВНЯ ЗНАНЬ


1. Класифікація напівпровідникових діодів та їх умовні графічні позначення.

2. Вольт-амперна характеристика pn – переходу. Рівняння Шоклі.

3. Параметричний стабілізатор напруги на основі стабілітронів. Його розрахунок та основні параметри.

4. Високочастотні діоди та вимоги, що ставляться до них.

5. Біполярні та польові транзистори. Їх класифікація та умовні графічні позначення.

6. Режими роботи біполярних транзисторів.

7. Вхідні та вихідні статичні характеристики транзистора для схеми зі спільною базою та спільним емітером.

8. Перехідна та вихідна статичні характеристики польових транзисторів з затвором у вигляді pn – переходу та ізольованим затвором (вбудований канал, індукований канал).

9. Взаємозв’язок між коефіцієнтами передачі струму в схемі зі спільною базою () та схемою зі спільним емітером ().

10. Динамічний режим роботи біполярного транзистора. Навантажувальна пряма.

11. Основні переваги польових транзисторів над біполярними.

12. Класифікація електронних підсилювачів, їх основні параметри та характеристики.

13. Нелінійні спотворення та причини їх виникнення в підсилювачах.

14. Частотні та фазові спотворення в підсилювачах.

15. Динамічний діапазон та амплітудна характеристика підсилювача.

16. Попередні каскади підсилення.

17. Обернений зв'язок.

18. Вплив від’ємного оберненого зв’язку на нелінійні та частотні спотворення.

19. Генератори, їх класифікація та основні параметри.

20. Необхідні умови генерації коливань в генераторах.

21. Операційні підсилювачі та їх основні параметри.

22. Основні схеми включення операційних підсилювачів (повторювач, інвертуючий та неінвертуючий підсилювачі, генератор синусоїдальних коливань).

23. Активні RC-фільтри. Класифікація, характеристики, параметри.

24. Аксіоми та теореми булевої алгебри.

25. Таблиці істинності та логічні функції, взаємозв’язок між ними.

26. ДНФ та КНФ. Перехід від однієї форми задання логічних функцій до другої та навпаки.

27. Способи мінімізації логічних функцій.

28. Карти Карно.

29. Логічні елементи та логічні функції, що описують їх.

30. Цифрові пристрої комбінаційного та послідовнісного типів.

31. Мультиплексори. Реалізація з допомогою мультиплексорів довільних логічних функцій.

32. Демультиплексори та дешифратори.

33. Лінійні, пірамідальні та багатоступеневі дешифратори.

34. Реалізація з допомогою дешифраторів довільних логічних функцій.

35. Суматори та арифметично-логічні пристрої.

36. Комбінаційні та накопичувальні суматори.

37. Суматори послідовного та паралельного типу.

38. Тригери. Класифікація тригерів.

39. Синхронні та асинхронні RS - тригери. Реалізація RS - тригерів з допомогою логічних елементів.

40. T -, D -, JK – тригери.

41. Лічильники. Класифікація лічильників.

42. Реалізація лічильників з допомогою T -, D -, JK – тригерів.

43. Лічильники з послідовним, наскрізним та паралельним переносами.

44. Синтез лічильників з довільним коефіцієнтом ділення.

45. Дискретизація та квантування аналогових сигналів.

46. АЦП. Класифікація АЦП, основні параметри та характеристики.

47. ЦАП. Основні параметри та характеристики.

^ 7. САМОСТІЙНА РОБОТА СТУДЕНТІВ.


Для закріплення теоретичного матеріалу, виконання звітів з лабораторних робіт по даній дисципліні в позаучбовий час студентам надається можливість користуватися бібліотеками Львівського національного університету, книжками бібліотеки факультету електроніки та кафедри радіофізики, можливостями лабораторії ОРЕ. Студенти мають можливість одержати консультації по питанням дисципліни в лектора. Час відведений на самостійну роботу, можна розподілити на виконання наступних завдань:

- закріплення теоретичного матеріалу при підготовці до лекцій – 20 годин;

- підготовка до лабораторних робіт та їх оформлення – 15 годин;

- виконання індивідуальних завдань з даної дисципліни – 6 годин;

- самостійне вивчення окремих розділів та питань з даної дисципліни – 7 годин;

- перегляд довідникової літератури з аналогової та цифрової техніки – 2 години.


8. ДОДАТОК.


Зразок екзаменаційного білету з дисципліни “Аналогова та цифрова схемотехніка”.


1. Електронні підсилювачі. Класифікація підсилювачів, їх основні параметри і характеристики.

2. Лічильники. Схема та часові характеристики лічильника по модулю 16.

3. Побудуйте принципову схему мультиплексора “16:1”, використовуючи тільки мультиплексори “4:1”.


Зразок індивідуального завдання з дисципліни “Аналогова та цифрова схемотехніки”.


1. Виконати розрахунок схеми однокаскадного підсилювача на біполярному або польовому транзисторах по вихідним даним та привести принципову схему.


2. Виконати розрахунок активного RC – фільтру на основі операційних підсилювачів по вихідних даних та привести принципову схему.


Програму склав

доцент кафедри радіофізики В.Г.Рабик




Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації