МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ

(ТТИ Южного федерального университета)

Факультет автоматики и вычислительной техники

УТВЕРЖДАЮ

Декан ФАВТ ______________

"_____"__________________2011 г.

Рабочая программа дисциплины

Схемотехника устройств автоматики

(Наименование дисциплины)

Направление подготовки

220400.62 «Управление в технических системах»

Профиль подготовки

Управление и информатика в технических системах

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

Очная

(очная, очно-заочная и др.)

г. Таганрог

2011

1. Цели освоения дисциплины

Основной целью дисциплины “Схемотехника устройств автоматики” является профессиональная подготовка студентов по применению электронных узлов формирования и преобразования сигналов, использующихся в современных устройствах автоматики, управления и информатики, а также получение знаний, умений и навыков расчета и проектирования устройств электроники, необходимых для применения базовых элементов аналоговых и цифровых электронных устройств. Цели дисциплины направлены на достижение следующих целей ООП бакалавриата 220400 «Управление в технических системах»:

– организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем выпускникам продолжить свое образование как с целью получения степени магистра в области автоматизации и управления, так и с целью дальнейшего самосовершенствования;

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

– удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации автоматизированных систем и средств контроля и управления.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина “Схемотехника устройств автоматики” входит в вариативную часть цикла профессиональных дисциплин (Б3.ДВ2). Знания дисциплин “Математика”, “Физика”, “Информатика”, “Электротехника и электроника” и “Системы передачи и преобразования информации” предшествуют изучению дисциплины “Схемотехника устройств автоматики”. Для успешного усвоения материала дисциплины “Схемотехника устройств автоматики” обучающийся должен

знать:

– фундаментальные законы природы и основные физические законы в области электричества;

– основные понятия и методы математического анализа, алгебры, математической логики, методы расчета электрических цепей;

– требования к сигналам в системах передачи и преобразования информации;

– свойства компонентов и основы схемотехники электронных устройств, современную элементную базу микроэлектронных аналоговых и цифровых устройств;

– основы технологии работы на ПК в современных операционных средах;

уметь:

– применять математические методы и физические законы для решения задач теоретического, экспериментального и прикладного характера;

владеть:

– методами построения математических моделей, методами анализа и синтеза базовых электронных узлов;

– навыками компьютерного моделирования и схемотехнического проектирования электронных устройств;

– современными информационными технологиями.

Материал дисциплины “Схемотехника устройств автоматики” используется при изучении дисциплин “Микропроцессорная техника в системах управления”, “Технические средства автоматизации и управления”, “Локальные системы управления”, “Промышленные регуляторы в системах управления”.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-3 – Готовность учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности.

ПК-4 – Способность владеть методами решения задач анализа и расчета характеристик электрических цепей.

ПК-10 – Способность производить расчеты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием.

ПК-15 – Готовность к участию в работах по изготовлению, отладке и сдаче в эксплуатацию систем и средств автоматизации и управления.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен

знать:

– виды сигналов для передачи и преобразования информации в электронных устройствах автоматики, их особенности и основные области применения;

– принципы построения электронных устройств преобразования различных сигналов и основные виды ИС, предназначенных для реализации функций преобразования этих сигналов;

уметь:

– производить анализ требований к функциям преобразования данных и выбор видов сигналов на основе этих требований, расчет параметров электрических цепей и характеристик их сигналов;

– определять принципы построения устройств и схемотехнические решения, соответствующие поставленным задачам;

– применять современные интегральные схемы для реализации схемотехнических решений;

владеть:

– навыками схемотехнического проектирования электронных устройств автоматики в локальных и распределенных системах управления;

– навыками диагностики и отладки электронных модулей передачи и преобразования сигналов.

4. Структура и содержание дисциплины (модуля)

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

Вид учебной работы

Всего часов

Общая трудоемкость дисциплины

180/5 ЗЕТ

Аудиторные занятия

84

- лекции

34

- практические занятия

16

- лабораторные работы

16

- другие виды аудиторных занятий

-

Самостоятельная работа

48

Курсовой проект (работа)

-

Контроль самостоятельной работы

16

Аттестация

32

Экзамен (6 семестр)

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№

п/п

Раздел

дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации (по семестрам)

лек

лаб

пр

СРС

КСР

1

Аналоговые и цифровые сигналы, задачи преобразования сигналов различных форм

6

1

2

-

-

1

-

-

№

п/п

Раздел

дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации (по семестра

лек

лаб

пр

СРС

КСР

2

АЦП и ЦАП, дополнительные функции преобразования сигналов АЦП и ЦАП

6

2,3,4

6

4

2

3

2

Письменная контрольная работа, собеседования

3

Интерфейс «токовая петля», приемники и передатчики токовых сигналов

6

5,6

4

4

2

2

2

Собеседование, устный опрос

4

Модулированные сигналы с высокочастотной несущей, схемотехника амплитудных, частотных и фазовых модуляторов/демодуляторов

6

7,8,9

6

-

4

4

3

Промежуточный тест/письменная контрольная работа

5

Сигналы с частотными или временными информативными характеристиками. Схемотехника ПНЧ, ПНВ

6

10,11,

12

6

4

2

6

3

Письменная контрольная работа, собеседования

6

Широтно-импульсная модуляция, схемотехника узлов ШИМ формирования аналоговых сигналов

6

13,14

4

2

4

4

3

Дискуссионный форум по проблемно-ориенти-рованной тематике, сформулированной студентами

7

Усилители мощности электронных устройств автоматики, схемотехника усилителей с двухтактными и мостовыми выходными каскадами

6

15,16,

17

6

2

2

6

3

Промежуточный тест/письменная контрольная работа

Итого

34

16

16

26

16

Экзамен

5. Образовательные технологии

Изучение дисциплины ориентировано на применение технологий контролируемой самостоятельной работы. В рамках контролируемой самостоятельной работы планируется выполнение и защита индивидуальных заданий по основным темам дисциплины, а также проведение дискуссионного форума по проблематике, сформулированной студентами по выполненным индивидуальным заданиям.

Для проведения аудиторных занятий используется:

– при чтении лекций – компьютерная и проекционная техника;

– при проведении практических и лабораторных занятий – интерактивная доска, пакеты прикладных программ Matlab, Multisim.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

6.1. Лабораторные занятия

1. Вводное занятие. Знакомство с рабочим местом, измерительными приборами.

2. Лабораторная работа № 1. Применение интегральных ЦАП и АЦП.

3. Лабораторная работа № 2. Схемотехника приемников и передатчиков сигналов «токовая петля».

4. Лабораторная работа № 3. Исследование прецизионных амплитудных детекторов.

5. Лабораторная работа № 4. Исследование ПНЧ и ПНВ на основе интегрального таймера.

6. Лабораторная работа № 5. ШИМ с аналоговым управлением.

7. Лабораторная работа № 6. ШИМ с цифровым управлением.

8. Лабораторная работа № 7. Двухтактный усилитель мощности с ШИМ.

6.2. Темы домашних заданий:

1. Свойства и характеристики аналоговых и цифровых сигналов.

2. Алгоритмы преобразования и схемотехника ЦАП и АЦП.

3. Применение стандартных токовых сигналов, схемотехника преобразователей токовых сигналов.

4. Схемотехника модуляторов и демодуляторов для сигналов с гармонической несущей.

5. Применение интегральных таймеров, схемотехника ПНЧ и ПНВ.

6. ШИМ с аналоговым и цифровым управлением.

7. ИС драйверов для двухтактных и мостовых выходных каскадов.

6.3. Темы контрольных работ:

– спектральные и временные характеристики аналоговых сигналов;

– особенности применения ЦАП и АЦП с различными алгоритмами преобразования;

– применение стандартных токовых приемников и передатчиков в устройствах преобразования сигналов датчиков;

– модуляторы и демодуляторы на основе интегральных ОУ;

– принципы построения ПНЧ и ПНВ;

– спектральные характеристики аналоговых сигналов и требования к временным параметрам сигналов ШИМ;

– области применения и особенности построения выходных каскадов классов А, B, D.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

7.1. Основная литература

1. , Югай устройства систем управления: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010.

2. Гутников электроника в измерительных устройствах. – М.: Энергоатомиздат, 1988.

3. , , Мансуров схемы цифровых устройств. – 4-е изд. – М.: Техносфера, 2009.

4. Калякин . Основы аналоговой схемотехники: Учеб. пособие. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1996.

5. Калякин . Основы цифровой схемотехники: Учеб. пособие для вузов. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1999..

7.2. Дополнительная литература

1. Югай техника в системах управления. Часть 1: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010..

2. , Югай техника в системах управления. Часть II: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009.

3. , Югай средств автоматизации: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005.

4. , , Югай системы управления: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009.

5. Христич : Тексты лекций. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002.

6.  Электроника и схемотехника: Учеб. пособие. – 2-е изд. – М.: Гелиос АРВ, 2004.

7. http//www.sau.favt.tti.sfedu.ru

8. http//www.ti.com

9. http//www.analog.com

10. http//www.platan.ru/maxim

11. http//www.chipinfo.ru

7.3. Программное обеспечение

1. Matlab.

2. Multisim.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

В лаборатории электронных устройств управления имеется 6 рабочих мест, оборудованных лабораторными стендами, измерительной аппаратурой и компьютерами.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 220400.62 «Управление и информатика в технических системах» по профилю «Управление и информатика в технических системах».

Автор ____________________________

Зав. кафедрой _________________________

Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 01.01.2001 года, протокол