Рабочая программа дисциплины «Электроника и микропроцессорная техника» (стр. 2 )

6.1  Общий объем самостоятельной работы студентов по дисциплине включает две составляющие: текущую СРС и творческую проектно-ориентированную СР (ТСР).

6.1.1. Текущая СРС направлена на углубление и закрепление знаний студентов, развитие практических умений и представляет собой:

-  работа с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации для выполнения индивидуальных домашних заданий;

-  выполнение домашних заданий, индивидуальных домашних заданий, домашних контрольных работ;

-  опережающая самостоятельная работа;

-  изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;

-  подготовка к лабораторным работам;

-  подготовка к практическим занятиям;

-  подготовка к контрольной работе;

-  подготовка к защите индивидуального домашнего задания;

-  подготовка к защите лабораторной работы;

-  подготовка к экзамену.

6.1.2. Творческая проектно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР), ориентирована на развитие интеллектуальных умений, комплекса общекультурных и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов и представляет собой:

-  анализ индивидуального домашнего задания;

-  поиск, анализ и презентация информации;

-  выполнение расчетно-графической части задания;

-  выполнение индивидуального домашнего задания;

-  формулирование выводов о проделанной работе.

6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

6.2.1.Темы индивидуальных заданий:

1.  Частотный анализ пассивной электрической цепи.

2.  Определение малосигнальных параметров и построение схем замещения биполярного транзистора.

3.  Расчет усилительного каскада.

4.  Расчет функционального преобразователя на ОУ.

5.  Минимизация логических функций и их синтез на ИМС.

6.2.2.Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

1.  Основные параметры выпрямительных и импульсных диодов, биполярных и полевых транзисторов, тиристоров.

2.  Классификация и система обозначений полупроводниковых диодов, транзисторов, тиристоров.

3.  Трансформаторные усилители мощности: принцип действия, энергетические соотношения.

4.  Усилитель постоянного тока с промежуточным преобразованием (УПТ с модуляцией и демодуляцией).

5.  Избирательные усилители с резонансными контурами. Избирательные усилители с RC-цепями.

Интегральные микросхемы.

7.  Интегральные логические элементы, основные параметры и характеристики.

8.  Арифметико-логическое устройство.

6.3. Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.

Контроль самостоятельной работы студентов осуществляется посредством защиты индивидуальных домашних заданий и отчетов по выполненным лабораторным работам, подготовки ответов на контрольные вопросы к лабораторным работам. Наряду с контролем СРС со стороны преподавателя предполагается личный самоконтроль по выполнению СРС со стороны студентов.

6.4 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Для организации самостоятельной работы студентов рекомендуется использование литературы и Internet-ресурсов согласно перечню раздела 9 «Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины».

7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения
дисциплины

7.1.  Текущий контроль. Средствами оценки текущей успеваемости студентов по ходу освоения дисциплины являются:

7.1.1.  Примеры контрольных вопросов к лабораторным работам:

-  Как измерить амплитуду и частоту периодического сигнала осциллографом?

-  Чем вызвано наличие обратного тока в p-n-переходе?

-  От чего зависит амплитуда пульсаций напряжения на выходе выпрямителя с сглаживающим конденсатором?

-  Каково соотношение токов транзистора в активном режиме?

-  Приведите схемы включения транзисторов. Объясните название этих схем.

-  В чем преимущество эмиттерного повторителя перед другими усилительными каскадами?

-  В чем преимущество усилительного каскада на полевом транзисторе?

-  Определить коэффициент усиления и входное сопротивление инвертирующего и неинвертирующего усилителей.

-  Для чего нужны цепи балансировки и коррекции в ОУ?

-  Какие коды используют в цифровых измерительных устройствах?

-  В чем заключается принцип действия цифрового устройства измерения временного интервала?

7.1.2.  Примеры индивидуальных домашних заданий

ИДЗ №1 «Частотный анализ пассивной электрической цепи»

Физический («качественный») анализ цепи. Построение приближенных входных и передаточных частотных характеристик. Получение аналитических зависимостей для входных и передаточных частотных характеристик. Проверка полученных выражений на предельных частотах, сравнение с результатами физического анализа. Определение характерных (в зависимости от типа схемы) параметров: максимального и граничного коэффициентов передачи, граничной(ых) или квазирезонансной частот, полосы пропускания и подавления.

ИДЗ №3 «Расчет усилительного каскада»

Рассчитать усилительный каскад, работающий в классе усиления А. На выходных характеристиках транзистора построить нагрузочную прямую постоянного тока. В соответствии с классом усиления выбрать рабочую точку на входной характеристике. Определить координаты рабочей точки на нагрузочной прямой постоянного тока. Построить нагрузочную прямую переменного тока на выходных характеристиках. Графически определить максимальную амплитуду выходного напряжения и максимальную выходную мощность. Рассчитать элементы цепи смещения каскада. Определить способ задания и тип термостабилизации положения рабочей точки в усилительном каскаде. Указать их достоинства и недостатки. Нарисовать полную схему замещения усилительного каскада на переменном токе в физических параметрах, справедливую во всем частотном диапазоне. Преобразовать схему, полученную в предыдущем пункте в схему, замещения усилительного каскада, справедливую на средних частотах. Рассчитать параметры усилительного каскада. Нарисовать сфазированные диаграммы токов и напряжений в ключевых точках схемы. Рассчитать постоянные составляющие перечисленных токов и напряжений. Предъявить требования к транзистору. Выводы.

7.1.3.  Примеры заданий для контрольных работ

1.  Какова область применения выпрямительных диодов? Перечислите и поясните основные параметры выпрямительных диодов.

2.  Определить сопротивление балластного резистора параметрического стабилизатора. Известно, что входное напряжение стабилизатора изменяется от 15 до 20В, а . Параметры стабилитрона: , , .

3. 

Построить, с комментариями, передаточную характеристику и сфазированные диаграммы напряжений и , если , причем , .

4.  Поясните принцип действия биполярного транзистора.

5.  В схеме ОБ статический коэффициент передачи тока эмиттера равен 0.98, а граничная частота передачи тока 15МГц. Определить коэффициент передачи тока базы на частоте 100кГц для этого транзистора, включенного по схеме ОЭ.

6.  Приведите типовую амплитудную характеристику усилителя. Объясните ход кривой. Что называется динамическим диапазоном усилителя и сигнала?

7.  Рассчитать сопротивления резисторов делителя в усилительном каскаде ОЭ, если положение рабочей точки задано методом фиксированного напряжения и известно, что , , , , , , . Определить рабочие напряжения на всех конденсаторах.

8.  Реализовать заданную логическую функцию на КМОП мультиплексоре «1 из 16»: . Объяснить принцип работы.

9.  На базе счетчика КМОП (см. рис.) реализовать схему вычитающего счетчика методом предварительной установки с коэффициентом счета 11. Описать принцип работы.

10. 

Дано: ; ; ; . Найти: , , .

8. Рейтинг качества освоения дисциплины

Текущий контроль производится путем проведения контрольных работ, защиты индивидуальных домашних заданий и отчетов по выполненным лабораторным работам. Контрольная работа представляет собою перечень вопросов по тематике изученного раздела, на который студенты отвечают письменно. Вопросы для контрольных работ предоставляются студентам заранее. По результатам текущего контроля студент получает баллы в соответствии с принятой рейтинговой системой оценки текущей успеваемости.

Промежуточная аттестация (экзамен) производится в каждом семестре путем балльной оценки. Экзамен, который сдают все студенты вне зависимости от рейтинга по результатам текущего контроля. К экзамену допускаются студенты, выполнившие и защитившие все лабораторные работы, индивидуальные домашние задания, успешно написавшие контрольные работы (выполняются по желанию студента) и набравшие не менее 50 баллов. В течение семестра студенты могут набрать 100 баллов.

Промежуточная аттестация (экзамен) производится в конце каждого семестра также путем балльной оценки (максимум 100 баллов). Студенты, набравшие в течение семестра более 75 баллов, могут повысить бальную оценку за экзамен с помощью поощрительных коэффициентов, применяемых к бальной оценке за экзамен.

	Дисциплина	Электроника	Число недель		18
	Институт	ИНК	Кол-во кредитов		5
	Кафедра	ПМЭ	Лекции, час		36
	Семестр	5	Практич. занятия, час		18
	Группы	№ групп	Лаб. работы, час.		36
	Преподаватель	, доцент	Всего аудит. работы, час	90
			Самост. работа, час		63
			ВСЕГО, час			153
Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра
Недели	Текущий контроль
Теоретический материал	Практическая деятельность															Итого
Название модуля	Темы лекций	Баллы*	Название лабораторных работ*	Баллы*	Темы практических занятий (решаемые задачи)*	Баллы*	Индивидуальные задания (рубежные контрольные работы, рефераты и т. п.)*	Баллы*
1	Усилители электрических сигналов. Импульсные и цифровые устройства.	Операционный усилитель.
Операционный усилитель.	0,5							0,5
2	Генераторы гармонических сигналов.	0,5			Расчет линейных схем на базе операционного усилителя.				0,5
3	Ключевой режим работы элементов и устройств.	0,5							0,5
Ключевой режим работы элементов и устройств.	0,5							0,5
4	Представление информации в цифровых устройствах.. Общие сведения о логических функциях.	0,5			Расчет линейных схем на базе операционного усилителя.		ИДЗ №4. Расчет функционального преобразователя на ОУ.	12	12,5
Всего по контрольной точке (аттестации) № 1																			14,5
5	Импульсные и цифровые устройства.	Логические элементы.	0,5							0,5
Синтез комбинационных устройств на логических элементах.	0,5					Контрольная работа №5.	10	10,5
6	Комбинационные логические устройства.	0,5			Расчет статического режима ключевых устройств на биполярных транзисторах.				0,5
7	Арифметические устройства.	0,5							0,5
Последовательностные логические устройства.	0,5							0,5
8	Последовательностные логические устройства.	0,5			Расчет статического режима ключевых устройств на биполярных транзисторах.				0,5
Всего по контрольной точке (аттестации) № 2																			27,5
9	Импульсные и цифровые устройства.	Последовательностные логические устройства.	0,5	Операционные усилители.	0			Контрольная работа №6.	10	10,5
10			Операционные усилители.	0	Принципы построения и расчет генераторов прямоугольных импульсов на базе ОУ и логических элементов.
11	Последовательностные логические устройства.	0,5	Операционные усилители.	12					12,5
12			Узлы цифровых измерительных устройств.	0	Преобразование систем исчисления. Основные логические функции и законы алгебры логики. Минимизация логических функций.
Всего по контрольной точке (аттестации) № 3																			50,5
13	Импульсные и цифровые устройства.	Сопряжение цифровых и аналоговых устройств.	0,5	Узлы цифровых измерительных устройств.	0					0,5
14			Узлы цифровых измерительных устройств.	12	Мультиплексоры и их функциональные назначения. Наращивание разрядности мультиплексоров на конкретных типах ИМС.				12
15	Источники вторичного электропитания.	0,5	Цифровые измерительные устройства последовательного счета.	0			ИДЗ №5. Минимизация логических функций и их синтез на ИМС.	12	12,5
16			Цифровые измерительные устройства последовательного счета.	0	Изучение работы триггеров различных типов. Построение диаграмм работы. Свойства прозрачности и проницаемости.
17	Микропроцессоры.	0,5	Цифровые измерительные устройства последовательного счета.	12					12,5
18						Организация счетчиков с заданным коэффициентом счета. Принцип действия двоичного счетчика прямого и обратного счета. Построение диаграмм работы.		Контрольная работа №7.	12	12
Итоговая текущая аттестация																			100
Экзамен																			100
Итого баллов по дисциплине																			100
		"___"______2010 г.
		Зав. кафедрой ____________________________
		Преподаватель __________________________

	Дисциплина	Электроника	Число недель		17
	Институт	ИНК	Кол-во кредитов		5
	Кафедра	ПМЭ	Лекции, час		34
	Семестр	4	Практич. занятия, час		16
	Группы	№ групп	Лаб. работы, час.		34
	Преподаватель	, доцент	Всего аудит. работы, час	84
			Самост. работа, час		77
			ВСЕГО, час			161
Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра
Недели	Текущий контроль
Теоретический материал	Практическая деятельность															Итого
Название модуля	Темы лекций	Баллы*	Название лабораторных работ*	Баллы*	Темы практических занятий (решаемые задачи)*	Баллы*	Индивидуальные задания (рубежные контрольные работы, рефераты и т. п.)*	Баллы*
1	Пассивные электрические цепи, используемые в электронике. Элементная база электронных устройств.	Введение.						Контрольная работа №0 (Входной контроль)	0
Частотный анализ пассивной электрической цепи.	0,5							0,5
2	Частотный анализ пассивной электрической цепи.	0,5			Анализ электрических цепей в частотной области. Физический, математический анализ, построение частотных характеристик.				0,5
3	Электропроводность полупроводников.	0,5							0,5
Процессы в электронно-дырочном переходе.	0,5							0,5
4	Полупроводниковые диоды.	0,5			Анализ электрических цепей в частотной области. Физический, математический анализ, построение частотных характеристик.				0,5
Всего по контрольной точке (аттестации) № 1																			2,5
5	Усилители электрических сигналов.	Биполярные транзисторы.	0,5					ИДЗ №1. Частотный анализ пассивной электрической цепи.	8	8,5
Полевые транзисторы.	0,5							0,5
6	Тиристоры.	0,5			Анализ электрических цепей во временной области. Методика расчета переходных процессов в цепях 1-го порядка.				0,5
7	Оптоэлектронные приборы.	0,5					Контрольная работа №1.	8	8,5
Однокаскадные усилители с резистивно-емкостной связью.	0,5							0,5
8	Однокаскадные усилители с резистивно-емкостной связью.	0,5			Определение среднего и действующее значения электрических сигналов. Анализ схем диодных амплитудных ограничителей				0,5
Всего по контрольной точке (аттестации) № 2																			21,5
9		Однокаскадные усилители с резистивно-емкостной связью.	0,5	Осциллографические методы измерения параметров электрических сигналов.	6			ИДЗ №2. Определение малосигнальных параметров и построение схем замещения биполярного транзистора.	8	14,5
10			Полупроводниковые диоды.	0	Анализ и расчет усилительных каскадов на биполярном и полевом транзисторах.
11	Однокаскадные усилители с резистивно-емкостной связью.	0,5	Полупроводниковые диоды.	10			Контрольная работа №2.	8	18,5
12			Исследование характеристик, параметров и схем включения биполярных транзисторов.	0	Анализ и расчет усилительных каскадов на биполярном и полевом транзисторах.
Всего по контрольной точке (аттестации) № 3																			54,5
13		Обратная связь в усилителях.	0,5	Исследование характеристик, параметров и схем включения биполярных транзисторов.	0			ИДЗ №3. Расчет усилительного каскада.	8	8,5
14			Исследование характеристик, параметров и схем включения биполярных транзисторов.	10	Анализ и расчет усилительных каскадов на биполярном и полевом транзисторах.				10
15	Выходные каскады усилителей.	0,5	Исследование характеристик, параметров и схем включения полевых транзисторов.	0			Контрольная работа №3.	8	8,5
16			Исследование характеристик, параметров и схем включения полевых транзисторов.	0	Анализ и расчет усилительных каскадов на биполярном и полевом транзисторах.
17	Усилители постоянного тока.	0,5	Исследование характеристик, параметров и схем включения полевых транзисторов.	10			Контрольная работа №4.	8	18,5
Итоговая текущая аттестация																			100
Зачет																			100
Итого баллов по дисциплине																			100
		"___"______2010 г.
		Зав. кафедрой ____________________________
		Преподаватель __________________________

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

9.1. Основная литература

1.  и др. Основы теории электрических цепей и электроники: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1989.– 528 с.

2.  , Браславский электротехники и электротехнические устройства радиоэлектронной аппаратуры. Учеб. пособие для вузов. М., Высш. школа, 1977.– 312 с.

3.  , Чаплыгин электроника. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.

4.  Забродин электроника: Учебник для вузов. – М.: Альянс, 2008. – 496 с.: ил.

5.  , , Трифонюк промышленной электроники – Киев: Вища школа, 1985. – 400 c.

6.  Расчет электронных схем. Примеры и задачи: учебное пособие/
, , . – М.: Высшая школа, 1987. – 334 с.

7.  , Гусев и микропроцессорная техника: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 2008. – 798 с.: ил.

8.  Степаненко теории транзисторов и транзисторных схем. – М.: Энергия, 1977. – 608с.

9.  Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным микросхемам /под ред. Горюнова/ – М.: Энергия, 1976. – 744 с.: ил.

10.  Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное пособие /под ред. / – М.: Радио и связь 1990. – 430 с.

11.  Основы цифровой электроники: Пер. с англ. – М.: Мир, 1988. – 392., ил.

12.  Жеребцов электроники. – Л.: Энергоатомиздат. Ленигр. отд-ние, 1990. – 352 с.: ил.

13.  , Савёлов : Учебное пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 703, [1] с.

9.2. Дополнительная литература

1.  и др. Основы теории электронных цепей и электроники: учебное пособие. М.: Радио и связь, 1989.– 528 с.

2.  Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство: Пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 512 с.

3.  , Мамзелев устройства и микропроцессорные системы микропроцессорные системы. – М.: Радио и связь, 1987. – 390 с.

4.  , , и др. Электронные промышленные устройства. – М.: Высш. школа, 1988. – 303 с.

5.  Практическое руководство по расчетам схем в электронике. Справочник. Том 1. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 368 с.

6.  Гутников электроника в измерительных устройствах. – Ленинград.: Энергоатомиздат, 1988. – 303 с.

7.  Аналоговая и цифровая электроника: Полный курс: Учебник / , , ; Под ред. . – М.: Горячая Линия-Телеком, 2002. –768 с.: ил.

8.  Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебник для вузов / , .– М.: Горячая линия-Телеком, 2001. – 320 с.: ил.

9.3. Internet-ресурсы:

http://portal. ***** – персональный сайт преподавателя дисциплины Гребенникова В. В.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Лекции читаются с использованием мультимедийного оборудования. Лабораторные работы выполняются в специализированной лаборатории кафедры информационно-измерительной техники ИНК – ауд. корпуса 10 ТПУ общей площадью 24 кв. м. Помещение оборудовано 6-ю рабочими местами, в состав каждого из которых входит:

–  лабораторный стол;

–  осциллограф С1-55;

–  генератор синусоидального сигнала Г3-109;

–  генератор прямоугольного сигнала Г5-54;

–  универсальный цифровой вольтметр В5-35А и APPA109N;

–  блок питания Б5-44;

–  наборы соединительных проводников и модулей с расположенными на них радиоэлектронными компонентами.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки 200100 Приборостроение

Программа одобрена на заседании кафедры ИИТ Института неразрушающего контроля (протокол от «1» сентября 2010 г.).

Автор	доцент кафедры ПМЭ ИНК
Рецензент