Рабочая программа учебной дисциплины Введение в специальность

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет радиотехники и электроники

“УТВЕРЖДАЮ”

Декан РЭФ

профессор, д. т.н.

“___ ”______________   г.

РАБОЧАЯ  ПРОГРАММА учебной дисциплины

ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ

(применительно к радиотехнике)

Шифр по учебному плану:

Факультет:  радиотехники и электроники (очная форма обучения)

Курс: 1,         семестр: 1

Лекции: 6

Семинарские занятия: 18

Консультации: 9                

Самостоятельная работа: 75

Зачет                

Всего: 108

Новосибирск

2014

Рабочая программа составлена на основании  Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению  (специальности): 552500

Радиотехника.

ДН(М).Ф.2, дисциплины федерального компонента

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Теоретических основ радиотехники протокол №    от 

Программу разработал

профессор                                  

Заведующий кафедрой

профессор, д. т.н.                                

Ответственные за основную образовательную программу

профессор, д. т.н.                

профессор, д. т.н.                

                               

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Целью изучения дисциплины является подготовка студентов первого курса, избравших своей специальностью радиотехнику, к осознанному и активному участию в учебном процессе, в научно-исследовательской работе вуза.

Задачи дисциплины – дать знания по вопросам: организация современного радиотехнического образования; этапы развития радиотехники и радиоэлектроники; классификация радиоэлектронных систем; современное состояние радиоэлектронных систем извлечения, передачи, обработки и разрушения информации; характеристик радиоэлектроники, как отрасли национальной экономики.

В результате изучения дисциплины «Введение в специальность» студент должен:

иметь представление:

- об организации высшего радиотехнического образования в Российской Федерации, государственных образовательных стандартах;

- о развитии радиотехнической инженерной подготовки в стране и в университете;

- об исторических аспектах развития радиотехники и электроники.

знать:

- какими знаниями, умениями и навыками должен обладать специалист по радиоэлектронике, а также какие общие требования предъявляются к специалисту в соответствии с квалификационной характеристикой;

- историю развития радиотехники, вклад отечественных и зарубежных ученых и изобретателей в создание и развитие радиоэлектронных устройств и систем на различных этапах их развития

- общие принципы передачи и приема сигналов с помощью электромагнитных волн, а также принципы построения и функционирования радиоэлектронных устройств различного назначения, их элементную базу, современное состояние и перспективы развития;

- правовые основы образования;

- содержание государственного образовательного стандарта по специальности "Радиотехника".

уметь:

- работать с рекомендованной литературой, методическими и учебными пособиями,

- владеть современными методами и средствами получения научно-технической информации.

Программа рассчитана на общий объем 108 учебных часов, в том числе 18 аудиторных часов и написание реферата, тематика которого связана с избранной специальностью.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. СИСТЕМА ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Особенности содержания высшего радиотехнического образования. Сочетание фундаментальных, общепрофессиональных и специальных дисциплин при подготовке специалистов по радиотехнике. Возможности быстрого реагирования высшей школы на запросы промышленных предприятий, научных и образовательных учреждений по подготовке радиоинженеров.

История создания и развития университета, факультета РТФ-РЭФ и его профилирующих кафедр. Структура вуза и факультета.

Организация учебного процесса в вузе, график учебного процесса. Самостоятельная работа студентов, умение работать с рекомендованной литературой, учебными пособиями, владеть современными методами получения научно-технической информации.

Требования, предъявляемые к студентам в вузе, права и обязанности студентов. Система аттестации, принятая в высшей школе. Формы контроля знаний студентов.

Раздел 2. ХАРАКТЕРИСТИКА СПЕЦИАЛЬНОСТИ

Общая характеристика современной радиоэлектроники, объединяющей обширный комплекс областей науки и техники, связанных с проблемами передачи, приема и преобразования информации с помощью электромагнитных волн.

Особенности подготовки инженеров по специальности радиотехника. Квалификационная характеристика. Назначение, области деятельности и основные функции специалиста, специфика его будущей работы по специальности. Общие требования к знаниям, умениям и практическим навыкам. Учебные планы специальности, взаимные связи учебных дисциплин. Компьютерные технологии – важнейший инструмент в работе инженера. Применение современных компьютерных технологий при разработке и проектировании радиотехнических устройств.

Раздел 3. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ  РАДИОТЕХНИКИ

3.1.Эволюция полевых и волновых концепций теории электромагнетизма

Представление об электрических и магнитных явлениях в античном мире. Эпоха возрождения и наука об электричестве и магнетизме. Опыты Гальвани и Вольта. Работы Фарадея и Ампера..

3.2. Создание Максвеллом теории электромагнитного поля, вклад в

нее Герца и Хевисайда

Обобщение Максвеллом экспериментальных законов Ампера и Фарадея, революционная роль электрического тока смещения. Математический аппарат, использованный Максвеллом. Работы Герца по экспериментальному подтверждению теории Максвелла. Вклад Хевисайда в математическую формулировку уравнений Максвелла.

Основные изобретения, предварившие создание действующих линий радиосвязи

Работы Лоджа, Бранли, Бьеркнеса, Томсона, Блондло, Феддерсена по созданию теоретических и экспериментальных разработок элементов устройств для генерации и приема электромагнитных колебаний.

Попова и Г. Маркони

Попова по созданию основных элементов линий радиосвязи и экспериментам с ними. Практическое использование его работ на флоте. Эксперименты  Г. Маркони, внедрение их результатов в промышленности. Разработки систем трансатлантической радиосвязи.

Развитие "доэлектровакуумной" радиотехники

Искровые генераторы, работы Брауна, Попова, Вина. Генераторы незатухающих колебаний, работы Тесла, Фессендена, Паульсена (дуговые источники), Алесандерсона, (машинные генераторы). Работы в области приемных устройств , , Флеминга.

Основные направления развития радиотехники до второй мировой войны

Изобретение аудиона (триода) Ли де Форестом, лампового генератора Мейснером. рмстронга по созданию ламповых радиоприемников. Разработка многоэлектродных приемно-усилительных и мощных генераторных радиоламп. Освоение диапазона коротких волн, роль радиолюбителей. Работы в области телевидения, работы в области ультракоротких волн. Создание принципиально новых электровакуумных приборов - магнетронов и клистронов. Начало работ в области радиолокации и радионавигации.

Роль радио во второй мировой войне

Развитие радиосвязи, появление радиорелейных линий. Роль радиолокации на фронтах войны, на флоте и в авиации. Работы по освоению дециметрового и сантиметрового диапазонов волн. Разработка новых систем ближней, дальней и глобальной радионавигации. Появление зачатков новых технологий - полупроводниковых приборов СВЧ (диодов), печатных схем (головки радио-взрывателей). Разработка новых устройств СВЧ - ламп бегущей волны. Появление первых ЭВМ.

Развитие радиотехники после войны

Использование результатов военных разработок для создания новых систем радиосвязи (на рассеянии на следах метеоров, на тропосферном рассеянии, дальнейшее развитие радиорелейной связи). Бурное развитие телевидения, сначала черно-белого, затем цветного. Продвижение в области теории информации, теории сигналов. Работы Шеннона и Котельникова. Осознание приближения к тупиковой ситуации в развитии электровакуумных усилительных ламп (особенно маломощных). Изобретение транзистора в лабораториях Белл. Начало освоения сложных сигналов в радиолокации, навигации и связи.

Состояние радиотехники на современном этапе. Роль цифровых и компьютерных технологий в развитии радиоэлектроники. Перспективы развития радиотехники

Все более расширяющийся процесс замены аналоговых устройств на цифровые, которые позволяют радикально улучшить качество работы радиоэлектронных устройств, сдерживаемый только относительно небольшим быстродействием цифровых схем. Широкое внедрение специализированных микропроцессоров для цифровой обработки радиосигналов, развитие цифровых систем связи. Переход на проектирование и конструирование радиоэлектронных устройств с помощью САПР, что ускоряет эти процессы, обеспечивает более высокое качество и удешевляет их. Радиотехника сегодня и завтра.

Основные направления развития радиотехники до второй мировой войны

Роль радио во второй мировой войне

Развитие радиотехники после войны

Последовательные революционные изменения элементной базы

Состояние радиотехники на современном этапе. Роль цифровых и компьютерных технологий в развитии радиоэлектроники. Перспективы развития радиотехники

Раздел 4. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

       Пассивные и активные дискретные элементы. Классификация и основные характеристики пассивных элементов.

       Исторические вехи изобретения и развития активных элементов: электронных ламп, биполярных и полевых транзисторов. Сверхвысокочастотные приборы, единое конструктивное целое их активных и пассивных элементов. Интегральные микросхемы, степень интеграции, перспективы развития.

Начало промышленного изготовления транзисторов в 50-х годах и их широкого применения, сначала в низкочастотных цепях, затем в ВЧ и СВЧ цепях. Разработка второго поколения ЭВМ (на транзисторах). Разработка первых интегральных микросхем в середине 60-х годов. Появление первых микропроцессоров. Развитие космонавтики и создание первых спутниковых платформ для систем глобальной связи. Бурное развитие малых ЭВМ на основе микропроцессоров. Непрерывное совершенствование технологии полупроводникового производства, обеспечивающее создание все более сложных и совершенных интегральных схем.

Раздел 5. СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ И РАДИОВЕЩАНИЯ

Передача информации электромагнитными волнами. Диапазоны радиоволн и области их применения. Распространение радиоволн, влияние ионосферы. Особенности применения сантиметровых и дециметровых волн.

       Сигналы, их разновидности. Понятие о модуляции. Применение широкополосных шумоподобных сигналов.

       Структура радиоканала. Системы радиосвязи и радиовещания. Основные принципы формирования, передачи и приема сигналов. Структурные схемы радиопередающих и радиоприемных устройств. Тенденции развития систем радиосвязи и радиовещания.

Раздел 6. ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ УСТРОЙСТВА

       История развития и основные принципы телевидения. Системы цветного телевидения NTSC, PAL, SEСAM. Стандарты телевизионных каналов РБ, СНГ и их основные характеристики. Структурная схема телевизионной системы. Цифровое и интерактивное телевидение.

Раздел 7. РАДИОПРИЕМНЫЕ И РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

       Основные функции и классификация радиоприемных и радиопередающих устройств. Структурные схемы устройств, принципы работы, основные параметры. Улучшение качественных показателей приемо-передающих устройств и перспективы их развития.

Раздел 8. РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

       Исторический обзор развития систем радиолокации и радионавигации. Принципы работы радиолокационных станций, структурные схемы.

       Архитектура и основные характеристики спутниковых радионавигационных систем «Навстар – GPS» (США) и «Глонасс» (Россия).

       Современное состояние и перспективы развития радиотехнических систем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

       Основные проблемы и перспективы развития техники радиоэлектронных устройств. Роль в современном мире инженера по радиоэлектронике при стремительном развитии радиотехнических устройств и систем.

ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ

Эволюция полевых и волновых концепций теории электромагнетизма Основные изобретения, предварившие создание действующих линий радиосвязи (1859-1906). Тесла Никола (1856-1943). Маркони Гульельмо (1874-1937). Развитие "доэлектровакуумной" радиотехники

  7.  Основные направления развития радиотехники до второй мировой войны

  8.  Роль радио во второй мировой войне

  9.  Развитие радиотехники после войны

  10.  Последовательные революционные изменения элементной базы

  11.  Состояние радиотехники на современном этапе. Роль цифровых и компьютерных

  технологий в развитии радиоэлектроники. Перспективы развития радиотехники

  12.  От «грозоотметчика» до современных систем радиосвязи.

  13.  (1903-1942). От полупроводникового диода до БИС.

  14.  От искрового передатчика до оптического квантового генератора. Развитие теории и

  техники радиопередающих устройств.

  15.  От транзистора до большой интегральной схемы. Развитие полупроводниковой

  техники и технологии.

Академик (1908-2005). Космические радиосистемы  (планетная радиолокация). Академик Берг Аксельрод Иванович. Развитие гидролокации Академик Алферов Жорес Иванович. Развитие полупроводниковой техники . Развитие радиоприемных устройств Академик . Развитие радиолокационной техники. История радиотехнического факультета НЭТИ. История и настоящее кафедры теоретических основ радиотехники (ТОР) факультета. История и настоящее кафедры радиоприемных и радиопередающих устройств (РПиРПУ) факультета (1912-1984, профессор РТФ). Эффект Кабанова. Загоризонтная радиолокация (возвратно-наклонное зондирование). Академик (1938-1992, выпускник НЭТИ). Лазерные системы. Академик (выпускник НЭТИ). Жизнедеятельность.. Современные системы мобильной связи. История развития телевизионной техники. – основоположник электронного телевидения Радиоразведка. История техники радиоэлектронной борьбы. Роль радиотехники в освоении космического пространства. Медицинская радиоэлектроника. Системы мобильной радиосвязи. Электронное оборудование автомобиля. Тема, предложенная студентом, имеющая отношение к радиоэлектронике.

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

Введение в специальность «Радиотехника». - М.: Высш. шк., 1980. , Введение в специальность радиоинженера.- М.: Высш. шк., 1989.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Электроника: прошлое, настоящее, будущее : пер. с англ. / под ред. . - М.,

  1980. - 296 с. : ил., портр.

2. Титаны электротехники : очерки жизни и творчества / . –

  М., 2004. - 268, [2] с. : ил.

3. Начало радиотехники В России / . - М., 1970. - 256 с., [1] портр. :

  ил., табл.

4. История и методология науки и техники : учебное пособие / -

  ченко ; отв. ред. ; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т физики полупро-

  водников ; Новосиб. гос. техн. ун-т [и др.]. - Новосибирск, 2005. - 359 с. : ил.

5. Творцы российской радиотехники. Жизнь и  вклад в мировую науку / под ред. М. А. Бы-

  ховского. - М., 2005. - 159 с. : портр.. - Посвящ. 60-ти летию РНТОРЭС им. .

6. Зарождение радиотехники / ; отв. ред. . –

  М., 1985. - 239, [1] с. : ил., портр.

7. Человек, открывший явление радиолокации / // Радиотехника.

  - 2009. - № 3. - С. 20-24.

8. История  науки и техники / . - Новосибирск, 2005. - 434 с.

  : ил., фото., портр.

9. Александр Степанович Попов. Биографический очерк. - М.-Л., 1956. –

  205, [2] с. : ил., портр.

10. Александр Степанович Попов / // Электричество. - 2009.

  - № 3. - С. 2-10.

11. История физики : учебное пособие для вузов по специальности 032200 / В. А.

  Ильин. - М., 2003. - 268 с. : ил.

12. Страницы истории науки и техники / . - М., 1989. - 493 с.,

  [1] вкл. л. : ил.

13. кспериментальные исследования по электричеству. Т. 2 : пер. с англ. /

  коммент. и ред. . - [М.], 1951. - 538 с. : черт., портр.

14. INTERNET – окно в мир информации.

ПО ИСТОРИИ ФАКУЛЬТЕТА

Мы – первые! Воспоминания выпускников НЭТИ 1958–1959 гг. / [, , (Никулина), [и др.] ; под ред. ]. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2003. – 160 с. Мы были первыми! Воспоминания выпускников НЭТИ 1958–1959 гг. / [, [и др.] ; отв. ред. ]. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2004. – 423 с. 50 лет кафедре теоретических основ радиотехники НГТУ 1955–2005 гг. / ; Новосиб. гос. техн. ун-т, фак. радиотехники, электроники и физики. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2005. – 139 с. Наш радиотехнический. 55 лет факультету РТФ–РЭФ НЭТИ–НГТУ 1953–2008 гг. / [ и др. ; под ред. ]. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2008. – 553, [1] с. : фот. Музыкальные истоки НЭТИ–НГТУ : испр. и доп. / [ и др. ; отв. ред. ] ; Новосиб. гос. техн. ун-т. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2012. – 141 c.. Этапы большого пути РТФ-РЭФ (1953-2013 гг.). Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2013. – 236 стр. (библ. 84 наим.). 60 лет факультету РТФ-РЭФ НЭТИ-НГТУ / отв. ред. . Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. – 68 стр. (библ. 12 наим.).

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РЕФЕРАТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ»

Термин РЕФЕРАТ означает сжатое изложение темы на основе критического обзора информации.

Подготовка реферата начинается с формулировки идей и целевой задачи сообщения, ориентируясь на них, ведется поиск литературы, получают нужную консультацию специалистов, накапливают информацию.

В основе наиболее частой формы обзорного реферата лежит одно или несколько научных произведений, объединенных общей тематикой.

Полезно предварительно составить план реферата и выделить в нем, например, следующие части:

а)        введение (в котором раскрывается цели и задачи изложения);

б)  основная часть изложения (со ссылкой на литературу);

в)        положительные стороны и спорные положения авторов рассматриваемых источников,        собственный взгляд по существу дела;

д)        заключение (выводы или предложения);

б)        литература (библиографические источники, послужившие основой изложения).

Реферат оформляется только на листах белой бумаги формата А4 (210x297 мм) в соответствии с общими правилами оформления текстовых документов в вузе.

Организация работы над рефератом

  1. Студенты выбирают тему реферата, руководствуясь предложенным перечнем тем. Староста группы регулирует выбор тем так, чтобы каждый студент имел свою индивидуальную тему. Список группы с названием тем рефератов передается преподавателю на кафедру для утверждения.

  2. Зачет по дисциплине «Введение в специальность» проводится на общегрупповом семинаре, который будет проведен в согласованные со старостой сроки (во второй половине семестра).