СТО АлтГТУ 13.62.1.1180-2012 направления 090900 Информационная безопасность

СТО АлтГТУ 13.62.1.1180-2012
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Памятка для студентов по изучению дисциплины
Б.3.Б.14 «Электроника и схемотехника»
направления 090900 Информационная безопасность
Составил доцент кафедры ВСИБ Борисов А.П.
Утверждаю
Зав. кафедрой ВСИБ А.Г.Якунин
_________________
«01» 06 2012 года
Содержание дисциплины
Изучение дисциплины «Электроника и схемотехника» происходит в 4 семестре.
Учебный план предусматривает 34 часа лекций, 51 час лабораторных работ, 59 часов СРС,
экзамен.
Теоретический материал содержит:
Модуль 1
1. Основы полупроводниковой электроники (1 час [1])
Предмет и содержание курса. Основные понятия полупроводниковой электроники.
Основные типы электронных устройств. Особенности аналоговой и цифровой
микросхемотехники. Основные понятия конструкции и технологии электронных
устройств. Причины образования возможных каналов утечки информации в электронных
устройствах.
2. Полупроводниковые диоды (2 часа [2, 3, 4, 5])
Общие сведения о полупроводниках. Работа р-n-перехода, вольтамперная
характеристика. Принцип действия, характеристики, особенности практического
применения полупроводниковых диодов. Виды полупроводниковых диодов.
3. Выпрямительные диоды (1 час [2, 3, 4, 5])
Общая характеристика выпрямительных диодов. Включение выпрямительных
диодов в схемах выпрямителей.
4. Стабилитроны, варикапы, светодиоды и фотодиоды (1 час [2, 3, 4, 5])
Общие сведения. Вольтамперная характеристика. Схемы включения.
5. Динисторы, тиристоры, симисторы (2 часа [2, 3, 4, 5])
Общие сведения о тиристорах, динисторах, симисторах. Принцип действия,
характеристики, особенности практического применения тиристоров.
Модуль 2
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
6. Транзисторы (2 часа [2, 3, 4, 5])
Биполярные транзисторы. Принцип действия, характеристики, особенности
практического применения биполярного транзистора. Усиление сигналов с помощью
транзистора. Схемы включения транзисторов.
7. Полевые транзисторы (2 часа [2, 3, 4, 5])
Принцип действия, характеристики, особенности практического применения
полевых транзисторов. Полевые транзисторы с управляющим переходом. Полевые
транзисторы с изолированным затвором. Мощные полевые транзисторы (MOSFET, IGBT).
8. Инверторы (2 часа [2, 3, 4, 5])
Принцип действия. Однофазный автономный инвертор напряжения. Трехфазный
автономный инвертор напряжения. Преобразователи частоты
Модуль 3
9. Электровакуумный диод (1 час [2, 5])
Устройство и принцип действия электровакуумного диода. ВАХ электровакуумного
диода
10. Оптоэлектронные ИМС (1 час [2, 5])
Общие сведения об оптоэлектронных приборах. Принцип действия, характеристики,
особенности практического применения оптоэлектронных приборов. Фотоприемники.
Электровакуумные фотоприемники. Полупроводниковые фотоприемники.
11. Индикаторы (2 часа [2, 3, 4, 5])
Буквенно-цифровые индикаторы. Матричные индикаторы. Вакуумные
электролюминесцентные индикаторы. Жидкокристаллические индикаторы
12. Операционные усилители (2 часа [2, 3, 4, 5])
Классификация и основные параметры ОУ. Схемы включения ОУ. Компаратор
Модуль 4
13. Интегральные микросхемы (1 час [2, 3, 4, 5])
Общие сведения о микроэлектронике. Аналоговые интегральные микросхемы.
Цифровые интегральные микросхемы. Основы функциональной схемотехники логических
элементов.
14. Основные типы логики (1 час [5])
2
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Маркировка логических элементов. Микросхемы серии ТТЛ. Микросхемы серии
КМОП. Согласование микросхем серий КМОП и ТТЛ.
15. Методы синтеза (2 часа [2-5])
Словесный алгоритм. Метод Таблиц истинности. Карты Карно. Понятия о картах
Карно: Свойства карт Карно; Определение по карте Карно алгебраических выражений
логической функции. Пример синтеза автоматической сигнализации
Модуль 5
16. RS – ТРИГГЕР (2 часа [2-5])
Синтез RS – триггера. Синхронный RS-триггер.
17. Универсальные D и JK – триггеры (1 час [2-5])
Принцип работы D – триггера. Принцип работы JK – триггера Синтез схем.
18. Регистр (1 час [2-5])
Принципы работы регистров. Синтез схем.
19. Счетчики. Сумматор (1 час [2-5])
Принципы работы суммирующих, вычитающих реверсивных счетчиков. Принципы
работы сумматора. Синтез схем.
20. Дешифраторы. Шифраторы. Мультиплексоры. Демультиплексор (1 час [25])
Принципы работы дешифраторов. Принципы работы шифраторов. Принципы
работы мультиплексоров. Принципы работы демультиплексоров. Синтез схем.
21. Преобразователи кодов (1 час [2-5])
Расчет преобразователей кода. Преобразователи десятичного кода в BCD-код
22. Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Цифро-аналоговые
преобразователи (ЦАП). (2 часа [2-5])
Параллельные АЦП. АЦП последовательного приближения. Сигма-дельта АЦП.
Интегрирующие АЦП. Основные параметры ЦАП. Виды ЦАП: Последовательные ЦАП: а)
ЦАП с широтно-импульсной модуляцией; б) Последовательный ЦАП на переключаемых
конденсаторах; Параллельные ЦАП: а) ЦАП с суммированием весовых токов
23. Микропроцессоры (2 часа [2-5])
Архитектура микропроцессоров семейства Mega. Элементы контроллера AVR.
График контроля
Контрольное испытание
Время проведения
Вес в
итоговом
рейтинге
3
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Лабораторная работа 1
Защита
Лабораторная работа 2
Защита
Лабораторная работа 3
Защита
Лабораторная работа 4
Защита
Лабораторная работа 5
Защита
Лабораторная работа 6
Защита
Лабораторная работа 7
Защита
Лабораторная работа 8
Защита
Лабораторная работа 9
Защита
Лабораторная работа 10
Защита
Лабораторная работа 11
Защита
Лабораторная работа 12
Защита
Лабораторная работа 13
Защита
Лабораторная работа 14
Защита
Экзамен
2 неделя
0,035
3 неделя
0,035
4 неделя
0,035
6 неделя
0,035
7 неделя
0,035
8 неделя
0,035
10 неделя
0,035
11 неделя
0,035
12 неделя
0,035
13 неделя
0,035
14 неделя
0,035
15 неделя
0,035
16 неделя
0,035
17 неделя
0,035
в период сессии
0,5
Литература и учебно-методические материалы:
Обязательная литература:
1. Нефедов, В.И. Основы радиоэлектроники и связи : [учеб. пособие для вузов ] / В. И.
Нефедов, А. С. Сигов. - М. : Высш. шк., 2009. - 735 с. (25 экз.)
2. Миловзоров О.В. Электроника, 2004. Изд-во Высш.школа. Гр.УМО (20 экз.).
3. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника. Учебное пособие. М., Гелиос АРВ, 2005. 336 с. (15 экз.)
Дополнительная литература:
4. В.А.Прянишников. Электроника: курс лекций. – СПб.: «Корона», 1998 г. (26 экз.)
5. Рекус, Г. Г. Основы электротехники и электроники в задачах с решениями: [учеб.
пособие для вузов по неэлектротехн. специальностям подгот. дипломир. специалистов в
обл. техники и технологии] /Г. Г. Рекус.-М.: Высш. шк., 2005.-343 с.: ил. (10 экз.)
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
6. http://electronix.ru/
7. http://cxem.net/
4
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Состав программного обеспечения:
1.
Операционная система Windows XP.
2.
Пакет NI Multisim
3.
Сайт www.platan.ru
Методические указания студентам
8. Борисов А.П. Программное обеспечение лабораторного практикума по курсу
"Электроника и схемотехника ": учеб. пособие /Борисов А. П., Алт. гос. техн. ун-т им.
И. И. Ползунова.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2012.
В результате изучения дисциплины студенты должны обладать знаниями, умениями и
навыками, приведенными в таблице.
Код
компетен
ции по
ФГОС
ВПО или
ООП
ОК-8
ОК-11
Содержание
компетенции (или ее
части)
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
способность
к
обобщению,
анализу, восприятию
информации,
постановке цели и
выбору путей её
достижения, владеть
культурой
мышления
- законы теории
электромагнитного
поля,
электрических
и
магнитных цепей
физические
законы и явления,
лежащие в основе
работы
электронных
приборов
- моделировать
электронные
схемы на ЭВМ и
объяснять
результаты
моделирования
проводить
лабораторные
исследования
радиоэлектронн
ых устройств и
их компонентов
с
целью
определения их
параметров
и
характеристик
навыками
синтеза
и
анализа
простейших
электронны
х схем
способность
к
саморазвитию,
самореализации,
приобретению
новых
знаний,
повышению
своей
квалификации
и
мастерства
проблемы
передачи
информации и их
решения;
перспективы
развития
электроники
и
элементной
базы
ЭВМ;
свойства
современных
элементов
и
перспективы
повышения
их
быстродействия и
других
характеристик
пользоваться
научно
технической
литературой
и
справочной
информацией по
электротехнике,
радиоэлектроник
е
и
ее
элементной базе
- методами
работы
со
справочным
и
информацио
ннопоисковыми
системами
по
элементной
базе
радиоэлектр
оники
- навыками
использован
ия
поисковых
5
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Код
компетен
ции по
ФГОС
ВПО или
ООП
Содержание
компетенции (или ее
части)
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
систем,
ресурсов
сети
Интернет,
технической
документац
ии, в том
числе и на
иностранны
х языках;
ПК-1
способность
использовать
основные
естественнонаучные
законы, применять
математический
аппарат
в
профессиональной
деятельности,
выявлять сущность
проблем,
возникающих в ходе
профессиональной
деятельности
- принципы работы
радиоэлектронных
цепей,
схем
и
устройств,
источников
электропитания
радиоэлектронных
устройств, средств
вычислительной
техники;
- принципы работы
основных
полупроводниковы
х
приборов
и
способы
их
применения
для
решения
технических задач
- моделировать
электронные
схемы на ЭВМ и
объяснять
результаты
моделирования
- проектировать
простые
электронные
устройства
приёма
и
предварительной
обработки
информации
с
датчиков
ПК - 11
способность
выполнять
работы
по
установке,
настройке
и
обслуживанию
технических
и
программноаппаратных средств
защиты информации
- способы анализа
и синтеза простых
электронных схем
- основные законы
и методы расчёта
линейных
электрических
цепей
выполнить
синтез
простейшей
схемы,
содержащей
полупроводнико
вые компоненты
и рассчитать эту
схему
ПК-16
способность
использовать
инструментальные
- принципы работы
базовых
функциональных
найти
простейшие
неисправности в
приемами
постановки
простейшег
о
численного
и натурного
эксперимент
а и анализа
полученного
результата
методами
анализа,
расчета и
проектирова
ния
электронны
х схем и
электрическ
их цепей с
применение
м
соответству
ющих
программны
х продуктов
методами
настройки и
наладки
6
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Код
компетен
ции по
ФГОС
ВПО или
ООП
Содержание
компетенции (или ее
части)
средства и системы
программирования
для
решения
профессиональных
задач
ПК-22
способностью
проводить
эксперименты
по
заданной методике,
обработку
результатов, оценку
погрешности
и
достоверности
их
результатов
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
модулей
разработанных
электронных
схемах
и
устройств и систем устранить их
на их основе
настраивать
- принципы работы электронные
и
сравнительные схемы
свойства
современных
элементов ЭВМ
электронны
х схем и
модулей
программно
-аппаратных
комплексов
Законы Кирхгофа,
метод контурных
токов,
метод
наложения, метод
эквивалентного
генератора
способность
ю проводить
эксперимент
ы по
заданным
методам
Уметь
решать
задачи
указанными
методами
Порядок вычисления рейтинга по дисциплине «Электроника и схемотехника»
1 Шкала оценок и правила вычисления рейтинга
Успеваемость студента оценивается с помощью текущего рейтинга (во время
аттестации), семестрового (после окончания семестра) и итогового рейтинга (после сессии).
Во всех случаях рейтинг вычисляется по формуле:
 R i pi
RT 
 pi ,
где Ri – оценка за i-ю контрольную точку, pi – вес этой контрольной точки.
Суммирование проводится по всем контрольным точкам с начала семестра до момента
вычисления рейтинга.
Пусть студент получил следующие оценки. Выполнение и защита работы 1 – 72
балла, работы 2 – 57 баллов, работы 3 -45 баллов, работы 4 – 0 баллов (не защищена). На
1-й аттестации (9 неделя) его рейтинг равен:
RT 1 
72  0,05  57  0,05  45  0,05  0 * 0,05
 43,5 .
0,05  0,05  0,05  0,05
На 17 неделе аналогичным образом учитываются выполнение и защита
лабораторных работ по темам 1-8.
Перед началом сессии вычисляется семестровый рейтинг по темам 1-8, расчетного
задания и с учётом посещаемости студентом занятий.
R СЕМ  0,9R  Б П
где R – текущий рейтинг на конец семестра, вычисленный по результатам
контрольных точек, Бп – дополнительные баллы за посещаемость занятий определённые по
следующей схеме
7
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Итоговый рейтинг, помимо семестрового, учитывает рейтинговую оценку выполнения
экзаменационного задания с учетом его веса. В зачётку выставляется оценка,
соответствующая итоговому рейтингу.
Доцент кафедры вычислительных систем и информационной безопасности
__________________ Борисов А.П.
8