|
Содержание
курса | Лабораторные занятия | Литература
Радиоэлектроника.
Геологический факультет МГУ, кафедра сейсмометрии и геоакустики, тел. 939-33-42.
Автор – доц. Гайнанов Валерий Гарифьянович.
Курс читается в 5 семестре для студентов специальности 011200 – геофизика.
Объем курса - 80 часов, лекции - 48 часов, лабораторные занятия - 32 часа.
Форма контроля. 2 контрольные работы , прием лабораторных работ с собеседованием; курс
завершается экзаменом.
Аннотация. Курс состоит из 3 частей. В первой части излагаются основы теории электрических
цепей. Вторая часть содержит основы функционирования радиоэлектронных устройств. В третьей части представлены
основы цифровой электроники.
Вверх
Содержание курса.
Основы теории электрических цепей.
1. Понятие сигнала вообще и электрического сигнала в частности. Принципы разделения сигналов
на полезные, помехи и шумы. Виды сигналов: детерминированные и случайные. Гармонические колебания. Линейные преобразования
сигналов и их свойства. Понятие спектра сигнала, спектры периодических и непериодических сигналов.
2. Электрические цепи и их элементы. Электрические двухполюсники и многополюсники. Активные и
пассивные цепи. Линейные и нелинейные цепи. Идеальные генераторы тока и напряжения. Параметрические цепи. Цепи
со сосредоточенными и распределенными параметрами. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы.
Границы применимости понятий об элементах электрических цепей.
3. Методы расчета линейных электрических цепей. Законы Кирхгофа. Метод контурных токов. Метод
узловых напряжений. Принцип суперпозиции и его применение к расчету цепей. Метод эквивалентного источника. Метод
векторных диаграмм и метод комплексных амплитуд (символический метод) для расчета цепей переменного тока. Комплексное
сопротивление.
4. Определение частотных характеристик электрической цепи. Комплексные функции входного и выходного
сопротивления. Комплексные передаточные функции. Частотные характеристики простейших RC-цепей, резонансных контуров
и связанных контуров. Типы фильтров, полоса пропускания, граничные частоты, крутизна, добротность.
5. Импульсные сигналы в линейных схемах. Классические методы анализа. Переходные и импульсные
характеристики цепи. Интеграл Дюамеля. Интегрирующие и дифференцирующие цепи.
6. Четырехполюсники. Уравнения и параметры четырехполюсников, их эквивалентные схемы.
7. Цепи с распределенными параметрами. Волновое уравнение длинной линии. Режимы работы длинных
линий и их применение.
8. Нелинейные элементы и цепи. Вольт-амперные характеристики нелинейных элементов и их статические,
динамические и дифференциальные параметры. Линеаризация вольт-амперных характеристик. Параметрические элементы
и цепи.
9. Шумы, как фундаментальное свойство активных и пассивных элементов и устройств. Виды шумов
в радиоэлектрических элементах (тепловые, дробовые, мерцательные) и их распределение в частотных диапазонах.
Радиоэлектронные устройства.
1. Полупроводниковые приборы и элементы интегральных схем. Диоды, биполярные и полевые транзисторы,
тиристоры, оптоэлектронные приборы.
2. Усилители, их классификация и основные параметры. Усилительные каскады на биполярных транзисторах.
Схема каскада с общим эмиттером, с общим коллектором (эмиттерного повторителя), с общей базой. Использование вольт-амперных
характеристик для выбора рабочей точки транзистора. Схемы замещения транзистора. Коэффициенты усиления, входное
и выходное сопротивление, частотные характеристики усилительного каскада. Способы стабилизации параметров транзисторных
усилителей.
3. Усилительный каскад на полевом транзисторе. Основные параметры и расчетные соотношения. Резонансные
усилители.
4. Дифференциальный каскад усиления. Операционные усилители, их основные параметры и схемы включения.
5. Обратные связи в радиоэлектронных устройствах. Общая схема усилительных устройств, охваченных
обратными связями. Виды обратных связей. Влияние обратных связей на входное и выходное сопротивление и передаточные
функции усилителей. Устойчивость цепей с обратными связями.
6. Генераторы электрических сигналов. Условия самовозбуждения и стационарности. Линеаризированная
теория генерирования квазисинусоидальных колебаний на основе усилителей с частотно-избирательной цепью обратной
связи. Принципы генерирования разрывных колебаний при введении положительной обратной связи с учетом нелинейных
вольт-амперных характеристик активных элементов. Основные типы релаксационных генераторов - одновибратор, мультивибратор,
блокинг-генератор.
7. Электрические фильтры. Принципы синтеза электрических фильтров (аппроксимация частотных характеристик
и реализация фильтра). Полиноминальные фильтры Баттерворта, Чебышева, Золотарева. Фазовые характеристики фильтров.
Лестничные фильтры. Активные фильтры. Кварцевые фильтры. Фильтры с переключаемыми конденсаторами.
8. Преобразователи спектра сигналов. Принципы преобразования спектра. Умножители и преобразователи
частоты. Модуляторы. Амплитудная, частотная и фазовая модуляции. Амплитудные детекторы. Синхронные детекторы.
Частотные детекторы.
9. Устройства питания. Неуправляемые и управляемые выпрямители. Стабилизаторы напряжения и тока.
Импульсные стабилизаторы.
Основы цифровой электроники.
1. Основы теории логических схем. Основные логические операции и реализующие их схемы. Логические
интегральные схемы, их классификация и основные параметры. Триггеры. Одновибратор и мультивибратор. Шифраторы
и дешифраторы. Мультиплексоры. Сумматоры. Регистры. Счетчики.
2. Средние и большие интегральные схемы. Особенности элементной базы БИС. Микропроцессоры. БИС
памяти. Статическая и динамическая память. Постоянные, перепрограммируемые и оперативные запоминающие устройства
с тремя состояниями.
3. Устройства цифровой обработки сигналов. Дискретизация и квантование сигналов. Цифро-аналоговые
преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи. Типы АЦП и их основные характеристики. Аналоговые мультиплексоры.
Устройства выборки и хранения.
4. Устройства хранения информации. Принципы регистрации сигналов на магнитном носителе. Накопители
на магнитных лентах и на магнитных дисках. Принципы регистрации сигналов на оптических носителях.
5. Устройства отображения информации. Буквенно-цифровые и матричные устройства отображения. Устройства
отображения на электронно-лучевых трубках.
Вверх
Лабораторные занятия.
1. Изучение частотных характеристик RC-цепей, последовательного и параллельного LC-контуров.
2. Изучение переходных и импульсных характеристик RC- и LC-цепей.
3. Нелинейные двухполюсники (диоды, стабилитроны) и простейшие схемы питания радиоэлектронной
аппаратуры (трансформаторы, выпрямители, стабилизаторы напряжения и тока).
4. Усилительный каскад на транзисторе: выбор рабочей точки по постоянному току, определение коэффициента
усиления, частотной характеристики, нелинейных искажений.
5. Изучение работы операционного усилителя в различных схемах включения.
6. Генераторы гармонических и прямоугольных колебаний на операционных усилителях.
7. Изучение работы логических интегральных схем (схемы "И", "ИЛИ", "НЕ", триггеры, счетчики,
дешифраторы, регистры, запоминающие устройства).
8. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи.
Вверх
Литература.
Основная:
- Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М., Высшая школа, 1983.
- Бобровников Л.З. Радиотехника и электроника. М., Недра, 1981.
- Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М., Сов. Радио, 1977.
- Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники. М., Высшая школа, 1988.
- Основы радиоэлектроники. / Ред. Г.Д.Петрунин. М., МАИ, 1993.
Дополнительная:
- Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей. М., Радио и связь, 1986.
- Веселовский О.Н., Браславский Л.М. Основы электротехники и электротехнические устройства радиоэлектронной
аппаратуры. М., Высшая школа, 1977.
- Гнатек Ю.Р. Справочник по цифроаналоговым и аналогоцифровым преобразователям. М., Радио и связь, 1982.
- Нейман Л.Р., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. Т.1. Л., Энергоиздат, 1981.
- Пасынков В.В., Чиркин Л.А. Полупроводниковые приборы. М., Высшая школа, 1987.
- Рутковски Дж. Интегральные операционные усилители. М., Мир, 1978.
- Харкевич А.А. Спектры и анализ. М., Физматгиз, 1962.
- Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т.1, 2. М., Мир, 1984.
- Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. М., Сов. радио, 1979.
- Янсен Й. Курс цифровой электроники. Т.1, 2. М., Мир, 1987.
Вверх | Содержание
курса | Лабораторные занятия | Литература
|
