СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 - 2012 СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ Система качества АлтГТУ

СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 - 2012
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт
высшего профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Б.3.Б.14 «Электроника и схемотехника»
090900 Информационная безопасность
ФГБОУ ВПО Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова
1
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 - 2012
Предисловие
1) РАЗРАБОТАН кафедрой вычислительных систем и информационной безопасности
Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова.
2) Стандарт дисциплины разработан на основании ФГОС ВПО направления подготовки 090900 Информационная безопасность (квалификация (степень) "бакалавр"), утвержденного 28 октября 2009 г. (регистрационный номер 496).
3) Стандарт дисциплины «Электроника и схемотехника» по своему назначению,
структуре и содержанию полностью соответствует требованиям УМКД.
4) ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
II
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 - 2012
Оглавление
Предисловие
II
1 Область применения
1
1.2 Действие стандарта распространяется:
1
2 Общие сведения о дисциплине. Паспорт дисциплины
1
2.1 Выписка из рабочего учебного плана ООП
1
2.2 Цели и задачи освоения дисциплины
2
2.3 Место дисциплины в структуре ООП направления
2
2.4 Требования к результатам освоения дисциплины
3
2.5 Объем и виды занятий по дисциплине
5
3 Рабочая программа дисциплины
5
3.1 Содержание дисциплины
5
3.1.1 Тематический план дисциплины
5
3.1.2 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
12
3.1.3 Формы и содержание текущей аттестации и промежуточной оценки по
дисциплине
12
3.1.4 Учебно – методические материалы по дисциплине
13
3.2 Условия освоения и реализации дисциплины
14
3.2.1 Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины
14
3.2.2 Организация самостоятельной работы студента (СРС) по дисциплине;
14
3.2.3 Методические рекомендации преподавателю дисциплины;
14
3.2.4 Образовательные технологии
15
3.2.5 Особенности преподавания дисциплины
15
3.2.6 Материально-техническое обеспечение дисциплины
16
3.3 Лист согласования рабочей программы
17
ПРИЛОЖЕНИЕ А Фрагмент методических указаний по выполнению
лабораторных работ
18
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Примеры вопросов для тестов текущего контроля знаний по
дисциплине
22
III
ПРИЛОЖЕНИЕ В Фрагменты текстов промежуточного контроля знаний по
дисциплине
24
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Памятка для студентов по изучению дисциплины
25
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180-2012
Стандарт организации
___________________________________________________________________
Система качества АлтГТУ
Образовательный стандарт высшего
профессионального образования АлтГТУ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ
Введён впервые
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ЭЛЕКТРОНИКА И СХЕМОТЕХНИКА
___________________________________________________________________
УТВЕРЖДАЮ
Начальник УМУ АлтГТУ
_________________ Н.П. Щербаков
(подпись)
Ф.И.О.
"____" _______________ 2012 г.
(число, месяц)
1 Область применения
Стандарт дисциплины устанавливает общие требования к содержанию, структуре, объему дисциплины «Электроника и схемотехника» и условиям ее реализации в АлтГТУ им
И.И. Ползунова.
1.2 Действие стандарта распространяется:
 на студентов, обучающихся по специальности 090900 «Информационная безопасность»
 на преподавателей и сотрудников структурных подразделений, задействованных в
образовательном процессе по дисциплине.
2 Общие сведения о дисциплине. Паспорт дисциплины
2.1 Выписка из рабочего учебного плана ООП
Профессиональный цикл.
Базовая (общепрофессиональная) часть
№ п/п 14
Экзамен – 4 семестр
Трудоемкость – 4 зачетных единицы
Всего часов – 144
Из них без СРС в период сессий – 108 часов
Аудиторные – 85 час
из них
лекции – 34 часов
1
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
лабораторные работы – 51 часа
СРС - 59 часа
в семестре – 23 часов
в период сессии – 36 часов
Кафедра ВСИБ
Компетенции: ОК-8, 11; ПК- 1, 11 16, 22
2.2 Цели и задачи освоения дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Электроника и схемотехника» является изучение элементарной элементной базы схемотехники, работы электронной аналоговой и цифровой техники, синтеза электронных устройств.
Достижение цели предполагает выполнение следующих задач:
 Дать знания о принципах работы электронных устройств.
 Привить общие навыки проектирования электронных схем.
 Привить общие навыки работы с программными продуктами, предназначенными для
расчета и проектирования электрических и электронных устройств
2.3 Место дисциплины в структуре ООП направления
Дисциплина «Электроника и схемотехника» является базовой дисциплиной из профессионального цикла (Б3) образовательной программы бакалавра.
Опорой для изучения настоящей дисциплины являются дисциплины (пререквизиты)
«Математика» (1,2,3 семестры), «Физика» (3,4 семестры), «Электротехника» (3 семестр).
Результаты освоения дисциплины являются входными параметрами (опорой) для изучения курсов (корреквизитов) «Сети и системы передачи информации» (5 семестр), «Основы радиотехники» (8 семестр), «Микроконтроллеры и их применение в информационной
безопасности» (7,8 семестры).
2
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
2.4 Требования к результатам освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны обладать знаниями, умениями и
навыками, приведенными в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
В результате изучения дисциплины
Код комобучающиеся должны:
петенции Содержание компепо ФГОС
тенции (или ее чаВПО или
сти)
знать
уметь
владеть
ООП
- моделировать
электронные
схемы на ЭВМ и
- законы теории объяснять
респособность к обоб- электромагнитного зультаты модещению,
анализу, поля,
электриче- лирования
навыками
восприятию инфор- ских и магнитных - проводить ла- синтеза
и
мации, постановке цепей
бораторные ис- анализа
ОК-8
цели и выбору путей - физические зако- следования ра- простейших
её достижения, вла- ны и явления, ле- диоэлектронных электрондеть
культурой жащие в основе ра- устройств и их ных схем
мышления
боты электронных компонентов с
приборов
целью определения их параметров и характеристик
- методами
работы
со
справочными информационнопоисковыми
- проблемы передасистемами
чи информации и
пользоваться
по элементих решения;
научно - техни- ной базе распособность к само- - перспективы разческой литера- диоэлектроразвитию, самореа- вития электроники
турой и спра- ники
лизации, приобрете- и элементной базы
вочной инфор- - навыками
ОК-11
нию новых знаний, ЭВМ;
мацией по элек- использоваповышению
своей - свойства совретротехнике, ра- ния поискоквалификации и ма- менных элементов
диоэлектронике вых систем,
стерства
и перспективы пои ее элементной ресурсов
вышения их быстбазе
сети Интерродействия и друнет, технигих характеристик
ческой документации,
в том числе
и на иностранных
языках;
способность исполь- - принципы работы - моделировать приемами
ПК-1
зовать
основные радиоэлектронных электронные
постановки
3
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Код компетенции
по ФГОС
ВПО или
ООП
Содержание компетенции (или ее части)
естественнонаучные
законы, применять
математический аппарат в профессиональной деятельности, выявлять сущность проблем, возникающих в ходе
профессиональной
деятельности
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
цепей,
схем
и
устройств, источников электропитания радиоэлектронных устройств,
средств вычислительной техники;
- принципы работы
основных полупроводниковых приборов и способы их
применения
для
решения технических задач
схемы на ЭВМ и
объяснять
результаты моделирования
- проектировать
простые
электронные устройства приёма и
предварительной
обработки
информации с датчиков
простейшего численного
и
натурного
эксперимента и анализа
полученного
результата
способность выполнять работы по установке, настройке и
обслуживанию технических и программно-аппаратных
средств защиты информации
- способы анализа
и синтеза простых
электронных схем
- основные законы
и методы расчёта
линейных электрических цепей
выполнить синтез простейшей
схемы,
содержащей полупроводниковые
компоненты
и
рассчитать эту
схему
методами
анализа,
расчета и
проектирования электронных
схем и электрических
цепей с
применением соответствующих
программных продуктов
ПК-16
способность использовать
инструментальные средства и
системы программирования для решения
профессиональных
задач
- принципы работы
базовых функцио- - найти прональных модулей стейшие неисэлектронных
правности в разустройств и систем работанных
на их основе
схемах и устра- принципы работы нить их
и
сравнительные настраивать
свойства современ- электронные
ных
элементов схемы
ЭВМ
методами
настройки и
наладки
электронных схем и
модулей
программноаппаратных
комплексов
ПК-22
способностью проводить эксперименты по заданной методике,
обработку
результатов, оценку
погрешности и достоверности их ре-
Законы Кирхгофа,
метод контурных
Уметь
решать
токов, метод налозадачи указанжения, метод эквиными методами
валентного генератора
способностью проводить эксперименты по
заданным
методам
ПК - 11
4
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Код компетенции
по ФГОС
ВПО или
ООП
Содержание компетенции (или ее части)
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
зультатов
2.5 Объем и виды занятий по дисциплине
Паспорт дисциплины
Кафедра вычислительных машин и информационной безопасности
наименование кафедры, обеспечивающей преподавание дисциплины
Дисциплина
Б.3.Б.14 «Электроника и схемотехника»
шифр с указанием цикла подготовки, наименование дисциплины
Статус дисциплины___________базовая________________________
(базовая, вариативная, вариативная по выбору, факультативная)
Направление специальностей 090900 Информационная безопасность(квалификация
(степень) "бакалавр")__________________________________________
коды специальностей или направлений
Форма обучения_________________очная________________________________
очная, очно-заочная (вечерняя), заочная
Объем дисциплины_____________144 часа_______________________________
общий объем дисциплины, час.
Трудоемкость дисциплины 4 зачетных единицы
Распределение по видам занятий
Номер семестра
Общий объём
Учебные занятия
В том числе
Аудиторные
4
144
Всего
лекции
85
34
из них
лабораторные
работы
51
СРС
практические
занятия
59
Наличие курсовых проектов (КП), курсовых работ
(КР), расчетных заданий
(РЗ)
-
Форма
промежуточной аттестации
(зачёт, экз.)
экзамен
3 Рабочая программа дисциплины
3.1 Содержание дисциплины
3.1.1 Тематический план дисциплины
Лекционный курс (34 часа) Литература [1-7].
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 микросхемо5
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
техники. 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
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])
6
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
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])
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.
7
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
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.
Лабораторные занятия (51 час) Литература [1-8].
Лабораторная работа №1. Исследование характеристик диода и стабилитрона (4
часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №2. Исследование неуправляемых однофазных выпрямителей (4 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №3. Исследование тиристора и симистора (4 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №4. Исследование характеристик биполярного и полевого
транзисторов (4 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №5. Исследование операционных усилителей (4 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №6. Изучение 16-ти простейших логических схем (И, ИЛИ,
ИЛИ-НЕ и т.д.) (4 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №7. Изучение RS-триггеров (4 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №8. Изучение JK- и D- триггеров (4 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №9. Изучение регистров (4 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №10. Изучение счетчиков (3 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №11. Изучение сумматоров (3 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №12. Изучение дешифраторов и шифраторов (3 часа [1-3, 8])
Лабораторная работа №13. Изучение мультиплексоров и демультиплексоров (2 часа [1-3, 8])
8
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Лабораторная работа №14. Изучение АЦП и ЦАП (4 часа [1-3, 8])
Самостоятельная работа студентов (59 часов)
Целью самостоятельной работы студентов является закрепление знаний по изучаемым разделам дисциплины «Электроника и схемотехника». Координация самостоятельной
учебной деятельности осуществляется преподавателем во время проведения занятий и на
консультациях. Текущий контроль освоения материала проводится в процессе приема лабораторных работ.
Для самостоятельной работы используется учебное пособие [1], а также дополнительная литература. Самостоятельная учебная работа студентов предполагает подготовку к
лекционным и лабораторным занятиям. Для организации СРС используются регламентирующие и учебно-методические документы:
 график проведения и защиты лабораторных работ;
 формы отчетности;
 учебная программа дисциплины;
 учебные материалы;
 методические указания по выполнению лабораторного практикума;
 список рекомендуемой литературы.
СРС включает в себя:
 Подготовку к лекционным занятиям (3часа [1-7])
 Подготовку к лабораторным работам (20 часов [1-8])
 Подготовку к экзамену (36 час; [1-8])
Элементы творчества являются обязательными при выполнении лабораторных работ
по дисциплине. Студенты должны, опираясь на лекционный материал, выполнить лабораторные работы по индивидуальному варианту.
Индивидуальные задания предусматривают получение студентами навыков самостоятельной учебной деятельности в рамках требуемой тематики заданий.
Регулярные консультации (не реже 1 раза в неделю) и контроль за своевременной
защитой лабораторных работ являются обязательным элементом организации учебного
процесса по дисциплине в рамках СРС.
Вся необходимая для самостоятельной работы информация содержится в книгах [1-8].
Таблица 3.1 - Наименование компетенций дисциплины
Код компетенции
Формулировка компетенции
способность к обобщению, анализу, восприятию информации,
ОК-8
постановке цели и выбору путей её достижения, владеть культурой мышления
способность к саморазвитию, самореализации, приобретению
ОК-11
новых знаний, повышению своей квалификации и мастерства
способность использовать основные естественнонаучные законы, применять математический аппарат в профессиональной
ПК-1
деятельности, выявлять сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности
способность выполнять работы по установке, настройке и обПК - 11
служиванию технических и программно-аппаратных средств
защиты информации
способность использовать инструментальные средства и сиПК-16
стемы программирования для решения профессиональных задач
9
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Код компетенции
ПК-22
Формулировка компетенции
способностью проводить эксперименты по заданной методике,
обработку результатов, оценку погрешности и достоверности
их результатов
Таблица 3.2 - Компонентный состав дисциплины
Модуль
Результаты освоения
дисциплины
Дисциплины
(раздел, тема)
Модуль 1
Знает:
- Принципы работы полупроводниковых диодов
- типы полупроводниковых
диодов
Модуль 2
Лекции с использованием
мультимедийных
средств.
Лабораторные
работы №1, 2, 3
Самостоятельная
работа
Лабораторные
Умеет:
- определять параметры по- работы 1, 2, 3
лупроводниковых приборов Самостоятельная
работа
Выполнение лаВладеет:
- навыками построения бораторной раэлектрических схем с ис- боты 1, 2, 3
пользованием полупроводниковых приборов
Лекции с исЗнает:
- принципы работы тран- пользованием
зисторов
мультимедийных
средств.
Самостоятельная
работа
Лабораторная
Умеет:
- определять параметры работа 4
транзисторов
Самостоятельная
работа
Владеет:
- навыками построения
электрических схем с использованием транзисторов
Модуль 3
Технологии
формирования
компетенций
Выполнение лабораторной работы 4
Лекции с использованием
мультимедийных
средств.
Самостоятельная
работа
Лабораторная
Умеет:
- рассчитывать операцион- работа 5
Знает:
- принципы работы операционных усилителей
Средства и
Объем
технологии оценки в ЗЕТ
Защита лабораторных работ
Экзамен
0,8
Защита лабораторной работы
Защита лабораторной работы
Экзамен
Защита лабораторных работ
Экзамен
0,8
Защита лабораторной работы
Защита лабораторной работы
Экзамен
Защита лабораторной работы
Экзамен
0,8
Защита отчета по
лабораторной ра10
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Модуль
дисциплины
(раздел, тема)
Результаты освоения
Дисциплины
ные усилители
Владеет:
- построение электрических
схем с использованием
операционных усилителей
Модуль 4
Знает:
- Основы синтеза электрических схем
Умеет:
- синтезировать электрические схемы
Владеет:
- навыками синтеза электрических схем
Модуль 5
Знает:
- основные элементы цифровой электроники
Умеет:
- синтезировать электрические схемы с использованием элементов цифровой
схемотехники
Владеет:
- методикой построения
электронных схем
Технологии
формирования
компетенций
Средства и
Объем
технологии оценки в ЗЕТ
Самостоятельная
работа
Выполнение лабораторной работы 5
Самостоятельная
работа
Лекции с использованием
мультимедийных
средств.
Самостоятельная
работа
Лабораторная
работа 6
Самостоятельная
работа
боте
Экзамен
Защита лабораторной работы
Экзамен
Выполнение лабораторной работы 6
Самостоятельная
работа
Лекции с использованием
мультимедийных
средств.
Самостоятельная
работа
Лабораторные
работы 7-14
Самостоятельная
работа
Защита лабораторной работы
Экзамен
Защита лабораторной работы
Экзамен
0,8
Защита отчетов по
лабораторной работе
Экзамен
Защита лабораторной работы
Экзамен
0,8
Защита отчетов по
лабораторной работе
Экзамен
Выполнение ла- Защита лабораторбораторных раной работы
бот 7-14
Экзамен
Самостоятельная
работа
Матрица распределения компетенций по разделам и темам дисциплины
№темы/раздела Кол-во
учебной
часов
дисциплины
Модуль 1
7
Модуль 2
6
Модуль 3
6
Формируемые
Компетенции
ОК-8, ОК-11, ПК-1; ПК-22
ОК-8, ПК-11, ПК-16
ОК-8, ОК-11 ПК-1, ПК-16
Примечание
11
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
№темы/раздела Кол-во
учебной
часов
дисциплины
Модуль 4
4
Модуль 5
11
Формируемые
Компетенции
ОК-8, ПК-1, ПК-11
ОК-8, ОК-11 ПК-1, ПК-16
Примечание
-
3.1.2 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
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, 2005. Изд-во Высш.школа. Гр.УМО (10 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/
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.
Методические указания к выполнению лабораторных работ изложены в Приложении A
настоящего стандарта.
3.1.3 Формы и содержание текущей аттестации и промежуточной оценки по
дисциплине
Форма промежуточной аттестации: 4 семестр – экзамен.
Содержание текущей и промежуточной аттестации раскрывается в комплекте контролирующих материалов, предназначенных для проверки соответствия уровня подготовки по
дисциплине требованиям ФГОС ВПО и СТО.
Контролирующие материалы по дисциплине содержат:
-тесты промежуточного контроля знаний по дисциплине;
12
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
-тесты контроля текущих знаний по дисциплине.
Содержание текущей аттестации раскрывается в процессе защиты лабораторных работ.
Комплект контролирующих материалов приведен в приложениях Б и В настоящего
стандарта.
Оценка индивидуальной деятельности студентов по дисциплине, расчет рейтингов студентов в ходе текущей и итоговой аттестаций осуществляется на основе модульно- рейтинговой системы. Более подробно порядок вычисления рейтинга приведен в приложении Г
для студентов.
3.1.4 Учебно – методические материалы по дисциплине
Учебно-методическая карта дисциплины «Электроника и схемотехника» для специальности 090900 «Информационная безопасность» на 4 семестр
Наименование вида работ
1 Аудиторные
занятия:
- лекции
- лабораторные
График аудиторных занятий и СРС 4 семестр
Номер недели
1
2 3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
17
1, 2,3 4,5 5, 6,7 7,8 8,9 10, 11, 12, 14,1 15, 16, 18, 20, 22 23
2
6
11 12 13 5
16 17 19 21
1 1,2 2,3 3 4 4,5 5,6 6 7 7,8 8,9 9 10 11 12 13,1 14
4
2 Самостоятельная работа
- Подготовка к
1
1
лекциям
-подготовка к
1 1 2 1 1 1
лабораторным
работам
3 Формы текущей аттестации
ЗР ЗР ЗР
ЗР
- Защита лаб.
0,03
0,0
0,0
0,03
работы
5
35
35
5
1
1
1
ЗР ЗР
0,0 0,03
35 5
2
1
1
1
1
1
1
2
1
ЗР ЗР ЗР ЗР ЗР ЗР ЗР
ЗР
0,03 0,03 0,0 0,0 0,03 0,0 0,03 0,035
5
5 35 35 5 35 5
экзамен - 0,5 (в период сессии)
13
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
3.2 Условия освоения и реализации дисциплины
3.2.1 Методические рекомендации студентам по изучению дисциплины
Самостоятельная работа студентов (СРС) заключается в изучении теоретического материала в виде лекций и дополнительных источников (как из списка рекомендуемой литературы настоящего стандарта, так и самостоятельно найденных в интернет при одобрении
преподавателем), а также в защите лабораторных работ.
Для наилучшего усвоения теоретического материала и получения навыков самостоятельного синтеза и преобразования электронных схем выполнение лабораторных работ
следует начинать сразу же после прочтения лекции по соответствующей теме, а при подготовке к их защите изучать дополнительный материал по теме работы.
При выполнении лабораторных работ рекомендуется анализировать поставленные задачи и находить способ их решения. Получение навыков синтеза электрических схем позволит развить способности к логическому мышлению, лучше усвоить теоретический материал, а также подготовиться к практической части экзамена.
При подготовке к защите лабораторных работ рекомендуется отвечать на вопросы для
самоконтроля, изучать лекционный материал, относящийся к изучаемой теме. Это позволит
подготовиться к теоретической части экзамена.
Памятка студенту по изучению дисциплины «Электроника и схемотехника» приведена
в Приложении Г.
3.2.2 Организация самостоятельной работы студента (СРС) по дисциплине;
Выполнение лабораторных работ выполняется студентом самостоятельно (в компьютерных лабораториях факультета или в домашних условиях). Компьютерные классы обеспечены необходимыми средствами вычислительной техники, на которых установлено требующееся программное обеспечение. Список необходимого программного обеспечения и
рекомендуемой литературы описан в пункте 3.1.2 настоящего стандарта.
Предусмотрены регулярные консультации (не реже 1 раза в неделю) консультации по
текущим лабораторным работам. Контроль за выполнением лабораторных работ являются
обязательным элементом организации учебного процесса по дисциплине.
Для выполнения лабораторных работ разработан комплект заданий.
3.2.3 Методические рекомендации преподавателю дисциплины;
В начале каждого семестра студентам выдаются в электронном виде все необходимые
методические материалы, включая имеющиеся по дисциплине памятку, базы со справочной
и технической документацией. При этом устно освещается список тем, которые будут рассматриваться во время курса, решаются организационные вопросы (деление на подгруппы,
организация занятий на лабораторных работах, рекомендации по выбору литературы и т.
д.). Как показала практика, лабораторные работы студенты должны выполнять бригадами
из двух человек. Выполнения работ в одиночку следует запрещать в силу требований техники безопасности и сложности одному, не имеющему опыта, обучаемому одновременно
решать сразу несколько практических задач. Следует также избегать объединения в бригаду трех и более человек в силу крайне неблагоприятных условий для приобретения ими
практических навыков по работе с контрольно-измерительным оборудованием и освоением
приемов отладки и настройки электронных схем.
Лекционный материал рекомендуется представлять в виде пронумерованных и озаглавленных модулей в четком соответствии с рабочей программой. В начале лекции необходимо дать название изучаемой темы, обозначить круг изучаемых вопросов, а затем перейти к
14
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
более подробному рассмотрению теоретического и практического материала. Поскольку
настоящим стандартом не предусмотрено практических занятий, в рамках лекционного
курса следует уделять достаточно внимания для приведения примеров решения задач по
электротехнике и электронике.
Для лучшего усвоения материала рекомендуется просить студентов заранее прочитать
соответствующие разделы по имеющимся учебникам, привлекать студентов к решению задач, и на лекционных занятиях один-два раза в семестр проводить письменные контрольные работы продолжительностью 10-15 минут по основным изученным темам.
На лабораторных работах студенты должны успеть произвести снятие экспериментальных результатов и защищать ранее выполненные работы. Сдача работы включает в себя
следующие этапы (для конкретной работы могут присутствовать не все этапы):
 сдача письменного отчета по лабораторной работе;
 устно-письменная защита и (или) тестирование по конкретной лабораторной работе и
соответствующему ей теоретическому материалу с применением содержащихся в учебном пособии контрольных вопросов.
Для повышения эффективности контроля текущей успеваемости и предоставления обучаемым дополнительной возможности по закреплению материала защиту работ лучше проводить группами по 3-4 человека, которые одновременно слышат задаваемый одному из
тестируемых очередной вопрос и, при возникновении у него затруднений с ответом, готовы воспроизвести или дополнить ответ.
Методические указания к выполнению лабораторных работ изложены в перечне рекомендуемой литературы настоящего стандарта.
Экзамены по дисциплине принимаются в письменном виде во время сессии. Для допуска к экзамену должны быть сданы все лабораторные работы Теоретические вопросы и
тематика практических задач, а также примеры задач, однотипных содержащимся в экзаменационных билетах, выдаются заранее в начале семестра. Условия конкретных задач заранее не выдаются, но не представляют сложности для студентов, вовремя и качественно выполнивших лабораторные работы.
3.2.4 Образовательные технологии
Лекционный материал в количестве 34 часов дается в интерактивной форме. Наряду
с классическими формами проведения занятий, предусматривается применение следующих
инновационных методов обучения:
- модульно-рейтинговая система квалиметрии учебной деятельности студентов;
- лекции и защиты лабораторных работ проводятся в интерактивном режиме и носят
информационно-развивающий характер (лекции – дискуссия (8 часов), диалог (9 часов);
лабораторные работы - коллективное решение проблем (8 часов), метод аналогий(8 часов));
- использование компьютерного оборудования при чтении лекционного материала, выполнении лабораторных работ;
- личностно-ориентированный метод проблемного обучения, предусматривающий постановку для каждого студента индивидуального задания по каждой лабораторной работе;
- при выполнении лабораторных работ, а также при СРС предусмотрен поисковоисследовательский метод обучения (самостоятельный поиск дополнительной информации,
исследование и анализ различных способов решения проблем).
3.2.5 Особенности преподавания дисциплины
Главной особенностью дисциплины «Электроника и схемотехника» является то, что
помимо теоретических знаний в ее задачи входит привитие обучаемому большого числа
практических навыков, имеющих самое непосредственное отношение к его будущей профессии. Это навыки выполнения электромонтажных работ, чтения электрических принципиальных схем, поиска неисправностей в электронных устройствах. Кроме того, задания к
15
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
лабораторным работам и методика их подачи построены таким образом, что вынуждают
обучаемого принимать много самостоятельных решений как в процессе выполнения экспериментальной части работы, так и подготовки по ней отчета и его оформления. При этом он
должен пользоваться не только ставшими уже привычными для него офисными пакетами,
но и интегрированными программными средами для проведения математического моделирования и выполнения математических расчетов. Для этого, наряду с методической документацией, справочными данными и специальными программно-техническими средствами
в его распоряжение предоставляются также специальные файлы (по ряду работ), содержащие необходимые заготовки для проведения таких работ. Это исключает необходимость
проведения рутинных операций и недостаток опыта и знаний по составлению подобных
схем вычислений и вычислительных моделей, оставляя больше времени для интеллектуальной и творческой деятельности.
3.2.6 Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для освоения дисциплины студенту предоставляется доступ в дисплейные классы факультета, на персональных компьютерах которых установлено приведенное в соответствующем разделе стандарта программное обеспечение. Для работы с электронными источниками информации необходимы текстовый процессор Word, программа для просмотра pdfфайлов Adobe Acrobat Reader, и для работы в Интернет любой из проприетарных или свободно распространяемых браузеров типа Opera, Mozilla FireFox или Google Chrome.
Все лабораторные работы выполняются в учебной лаборатории микропроцессорной
электронной и электронно-вычислительной техники, с установленными в ней специализированными универсальными стендами и соответствующим контрольно-измерительным
оборудованием.
16
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
3.3 Лист согласования рабочей программы
Наименование дисциплин, изучение которых
опирается на данную
дисциплину
1
Основы радиотехники
Системы и сети передачи информации
Микроконтроллеры и их
применение в информационной безопасности
Ведущая кафедра
2
ВСИБ
Предложения об изменении рабочей
программы
3
нет
ВСИБ
нет
ВСИБ
нет
Разработчик:
доцент
Подпись заведующего кафедрой
4
А.П.Борисов
подпись
инициалы и фамилия
Заведующий кафедрой вычислительных
систем и информационной безопасности
А.Г. Якунин
подпись
Декан факультета информационных технологий
Г.Н. Кобелев
подпись
Начальник ОМКО АлтГТУ
инициалы и фамилия
инициалы и фамилия
С.А. Федоровых
подпись
инициалы и фамилия
17
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Фрагмент методических указаний по выполнению лабораторных работ
Полный текст методических указаний содержится в [8]
Лабораторная работа №1. Исследование характеристик диода и стабилитрона
Цель работы: изучить принцип действия и основные характеристики
полупроводниковых диода и стабилитрона.
Задание 1: Снятие вольтамперной характеристики диода.
На рисунке 1 представлена схема подключения диода. Для снятия прямой ветви ВАХ переключатель установите в правое положение. Включите
схему.
Последовательно устанавливая значение ЭДС источника от 6 до 0В, запишите значения напряжения Uпp и тока Iпр диода в таблицу 1.
Рисунок 1
Таблица 1 - Прямая ветвь ВАХ диода
Е, В
Unp, мВ
Iпp, мА
Для снятия обратной ветви ВАХ переключатель установите в левое положение. Последовательно устанавливая значение ЭДС источника от 0 до 20
В, запишите значения напряжения Uоб и тока Iоб диода в таблицу 2.
18
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Таблица 2 - Обратная ветвь ВАХ диода
Е, В
Uоб, В
Iоб, мА
По полученным данным постройте графики Iпp=f(Uпр) и Iоб=f(Uоб).
Задание 2: Получение вольтамперной характеристики диода на экране
осциллографа.
Постройте и включите схему (рисунок 2). На ВАХ, появившейся на
экране осциллографа по горизонтальной оси считывается напряжение на диоде в милливольтах (канал А), а по вертикальной – ток в миллиамперах (канал
В), 1 мВ соответствует 1 мА). Обратите внимание на изгиб ВАХ.
Рисунок 2
19
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Задание 3: Измерение напряжения и вычисление тока через стабилитрон.
Постройте схему, показанную на рисунке 3. Измерьте значение Uc, на
стабилитроне при значениях ЭДС источника от 0 до 35 В. Результаты измерений занесите в таблицу 3.
Рисунок 3
Таблица 3 - Данные для построения ВАХ стабилитрона
Е, В
Ucт, мВ
Iст, мА
Вычислите ток Iст стабилитрона для каждого значения напряжения Ucт
по формуле
Результаты вычислений занесите в таблицу 3. По данным таблицы постройте ВАХ стабилитрона и оцените по ней напряжение стабилизации. Оно
определяется точкой на вольтамперной характеристике, в которой ток стабилитрона резко увеличивается.
Задание 4: Получение вольтамперной характеристики стабилитрона на
экране осциллографа.
20
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Постройте и включите схему (рисунок 4).
Начертите полученную ВАХ и определите по ней напряжение стабилизации.
Рисунок 4
Вопросы для самопроверки по лекционному материалу
1. Принцип работы p-n перехода
2. Построить ВАХ диода и объяснить основные точки
….
38. Объяснить, что такое стабистор и его отличие от стабилитрона
Вопросы для самопроверки по лабораторной работе
1. Начертить схему включения диода
2. Объяснить, как получить ВАХ диода
…
25. Начертить схему включения стабилитрона
21
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Примеры вопросов для тестов текущего контроля знаний по дисциплине
Б.3.Б.14 «Электроника и схемотехника»
090900 Информационная безопасность
Полные тексты тестов текущего контроля приведены в [8]
Вопросы для самопроверки по лекционному материалу
1.
Что такое p-n переход
2.
ВАХ p-n перехода
3.
Классификация диодов
4.
Принцип работы диодов
5.
ВАХ диодов
6.
Принцип работы стабилитрона
7.
ВАХ стабилитрона
8.
Принцип работы стабистора
9.
ВАХ стабистора
10.
Отличие стабистора от стабилитрона
11.
Принцип работы стабилитрона
12.
Принцип работы варикапа
13.
Принцип работы светодиода
14.
Принцип работы фотодиода
15.
Классификация транзисторов
16.
Принцип работы биполярного транзистора
17.
Схемы включения биполярных транзисторов
18.
Принцип работы полевых транзисторов
19.
Отличие биполярных транзисторов от полевых
20.
Виды полевых транзисторов
21.
Принцип работы MOSFET
22.
Принцип работы IGBT
23.
Принцип работы оптоэлектронных компонентов
24.
Классификация операционных усилителей
25.
Принцип работы неинвертирующего операционного усилителя
26.
Принцип работы инвертирующего операционного усилителя
27.
Принцип работы суммирующего операционного усилителя
28.
Принцип работы компоратора
29.
…
Вопросы для самопроверки по лабораторной работе
1.
Начертить схему включения диода в цепь. Объяснить принцип работы.
2.
Объяснить принцип работы диода
3.
Построить ВАХ диода
4.
Объяснить основные точки ВАХ диода
5.
Начертить схему включения стабилитрона. Объяснить принцип работы.
6.
Объяснитьь принцип работы стабилитрона
7.
Построить ВАХ стабилитрона
8.
Объяснить основные точки ВАХ стабилитрона
9.
Начертить схему включения стабистора. Объяснить принцип работы.
10.
Объяснить принцип работы стабилитрона
11.
Построить ВАХ стабистора
12.
Начертить схему включения биполярного транзистора. Объяснить принцип
работы.
22
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Объяснить принцип работы биполярного транзистора
Построить ВАХ транзистора
Начертить схему включения с общей базой. Объяснить принцип работы.
Начертить схему включения с общим эмиттером. Объяснить принцип работы.
Начертить схему с общем коллектором. Объяснить принцип работы.
Начертить схему эмиттерного повторителя. Объяснить принцип работы.
Начертить схему включения полевого транзистора. Объяснить принцип рабо-
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
Объяснить принцип работы полевого транзистора
Построить ВАХ полевого транзистора
Начертить схему неинвертирующего операционного усилителя
Объяснить принцип работы неинвертирующего усилителя
Объяснить принципы расчета неинвертирующего усилителя
Начертить схему инвертирующего операционного усилителя
Объяснить принцип работы инвертирующего усилителя
Объяснить принципы расчета инвертирующего усилителя
ты.
23
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Фрагменты текстов промежуточного контроля знаний по дисциплине
Б.3.Б.14 «Электроника и схемотехника»
090900 Информационная безопасность
Экзаменационные билеты и полные тексты промежуточного контроля знаний по дисциплине хранятся на кафедре в УМКД
Тест №1
По схеме включения диода, объяснить принцип построения ВАХ
…..
Тест №33
Синтезировать схему RS-триггера по приведенной таблице истинности
№
набора
0
1
2
3
4
5
6
7
R
S
Qt
Qt+1
Qt  1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
x
x
1
0
0
0
1
1
X
X
Составил доцент каф. ВСИБ __________________
(подпись)
Борисов А.П.
Заведующий кафедрой
___________________
(подпись)
Якунин А.Г.
Декан ФИТ
___________________
(подпись)
Кобелев Г.Н.
24
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
дом
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
Вопросы к экзамену «Электроника и схемотехника»
Полупроводниковые приборы
P-n переход
Классификация и условные обозначения полупроводниковых диодов
Конструкция полупроводниковых диодов
Вольтамперная характеристика и основные параметры полупроводниковых диодов
Общая характеристика выпрямительных диодов
Включение выпрямительных диодов в схемах выпрямителей
Стабилитроны
Варикапы
Фотодиоды
Светодиоды
Тиристоры
Устройство и принцип действия динисторов
Тринисторы
Симисторы
Классификация и маркировка транзисторов
Устройство биполярных транзисторов
Принцип действия биполярных транзисторов
Схема включения с общей базой
Схема включения с общим эмиттером
Схема включения с общим коллектором
Фототранзисторы
Устройство и принцип действия полевых транзисторов с управляющим p-n перехоПолевые транзисторы со встроенным каналом
Транзисторы с индуцированным каналом
Полевые транзисторы для ИМС РПЗУ
Структура МНОП – транзисторов с плавающим затвором
Мощный полевой транзистор
Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)
Однофазный автономный инвертор напряжения
Трехфазный автономный инвертор напряжения
Преобразователи частоты
Устройство и принцип действия электровакуумного диода
Оптоэлектронные ИМС
Буквенно-цифровые индикаторы
Матричные индикаторы
Вакуумные электролюминесцентные индикаторы
Жидкокристаллические индикаторы
Классификация и основные параметры ОУ
Схемы включения ОУ
Компаратор
Классификация и УГО интегральных микросхем
Характеристики и параметры цифровых ИМС
Параметры ИМС
25
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
45.
Микросхемы серии ТТЛ
46.
Микросхемы серии КМОП
47.
Согласование микросхем серий КМОП и ТТЛ
48.
Словесный алгоритм
49.
Метод Таблиц истинности
50.
Карты Карно. Понятия о картах Карно
51.
Свойства карт Карно
52.
Определение по карте Карно алгебраических выражений логической функции
53.
RS – ТРИГГЕР
54.
Синтез RS – триггера
55.
Синхронный RS-триггер
56.
D – триггер
57.
Универсальный JK – триггер
58.
Регистр
59.
Счетчики
60.
Сумматор
61.
Дешифраторы
62.
Шифратор
63.
Мультиплексоры
64.
Демультиплексор
65.
Преобразователи десятичного кода в BCD-код
66.
Аналогово-цифровой преобразователь
67.
Параллельные АЦП
68.
АЦП последовательного приближения
69.
Сигма-дельта АЦП
70.
Интегрирующие АЦП
71.
Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)
72.
Основные параметры ЦАП
73.
ЦАП с широтно-импульсной модуляцией
74.
Последовательный ЦАП на переключаемых конденсаторах
75.
ЦАП с суммированием весовых токов
76.
Цифровые системы
77.
Микропроцессоры
78.
8-разрядные КМОП RISC микроконтроллеры с внутрисистемно- программируемым
Flash ПЗУ
79.
Архитектура микроконтроллеров семейства Mega
80.
Память в микроконтроллерах семейства Mega
81. Периферия в микроконтроллерах семейства Mega
26
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
6. Транзисторы (2 часа [2, 3, 4, 5])
27
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
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])
Маркировка логических элементов. Микросхемы серии ТТЛ. Микросхемы серии
КМОП. Согласование микросхем серий КМОП и ТТЛ.
28
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
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
Лабораторная работа 1
Защита
Лабораторная работа 2
Защита
Время проведения
2 неделя
3 неделя
Вес в итоговом рейтинге
0,035
0,035
29
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
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
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. посо-
бие 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/
Состав программного обеспечения:
1.
Операционная система Windows XP.
2.
Пакет NI Multisim
30
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
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 компетенции
по ФГОС
ВПО или
ООП
ОК-8
ОК-11
Содержание компетенции (или ее части)
способность к обобщению,
анализу,
восприятию информации, постановке
цели и выбору путей
её достижения, владеть
культурой
мышления
способность к саморазвитию, самореализации, приобретению новых знаний,
повышению
своей
квалификации и мастерства
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
- 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 радиоэлектронных
устройств и их
компонентов с
целью определения их параметров и характеристик
навыками
синтеза
и
анализа
простейших
электронных схем
пользоваться
научно - технической литературой и справочной информацией по электротехнике, радиоэлектронике
и ее элементной
базе
- методами
работы
со
справочными информационнопоисковыми
системами
по элементной базе радиоэлектроники
- навыками
использования поисковых систем,
ресурсов
сети Интернет, технической документации,
в том числе
и на ино-
- проблемы передачи информации и
их решения;
- перспективы развития электроники
и элементной базы
ЭВМ;
- свойства современных элементов
и перспективы повышения их быстродействия и других характеристик
31
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Код компетенции
по ФГОС
ВПО или
ООП
Содержание компетенции (или ее части)
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
странных
языках;
ПК-1
ПК - 11
способность использовать
основные
естественнонаучные
законы, применять
математический аппарат в профессиональной деятельности, выявлять сущность проблем, возникающих в ходе
профессиональной
деятельности
способность выполнять работы по установке, настройке и
обслуживанию технических и программно-аппаратных
средств защиты информации
ПК-16
способность использовать
инструментальные средства и
системы программирования для решения
профессиональных
задач
ПК-22
способностью проводить эксперименты по заданной ме-
- принципы работы
радиоэлектронных
цепей,
схем
и
устройств, источников электропитания радиоэлектронных устройств,
средств вычислительной техники;
- принципы работы
основных полупроводниковых приборов и способы их
применения
для
решения технических задач
- способы анализа
и синтеза простых
электронных схем
- основные законы
и методы расчёта
линейных электрических цепей
- принципы работы
базовых функциональных модулей
электронных
устройств и систем
на их основе
- принципы работы
и
сравнительные
свойства современных
элементов
ЭВМ
Законы Кирхгофа,
метод контурных
токов, метод нало-
- моделировать
электронные
схемы на ЭВМ и
объяснять
результаты моделирования
- проектировать
простые
электронные устройства приёма и
предварительной
обработки
информации с датчиков
приемами
постановки
простейшего численного
и
натурного
эксперимента и анализа
полученного
результата
выполнить синтез простейшей
схемы,
содержащей полупроводниковые
компоненты
и
рассчитать эту
схему
методами
анализа,
расчета и
проектирования электронных
схем и электрических
цепей с
применением соответствующих
программных продуктов
- найти простейшие неисправности в разработанных
схемах и устранить их
настраивать
электронные
схемы
методами
настройки и
наладки
электронных схем и
модулей
программноаппаратных
комплексов
Уметь
решать способнозадачи указан- стью провоными методами
дить экспе32
СТО АлтГТУ 13.62.1.1180 – 2012
Код компетенции
по ФГОС
ВПО или
ООП
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
Содержание компетенции (или ее части)
знать
уметь
тодике,
обработку жения, метод эквирезультатов, оценку валентного генерапогрешности и до- тора
стоверности их результатов
владеть
рименты по
заданным
методам
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 1й 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
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.
33