Аналогова та цифрова схемотехніка

ID: 7631
Навчальна дисципліна професійної підготовки
Рік впровадження: 
2020.
Кількість кредитів ЄКТС: 
6.00.
Містить курсову роботу.
Форма контрою: 
Екзамен. Захист курсової роботи.
Кількість аудиторних занять: 
44 години лекційних занять, 14 годин практичних занять, 16 годин лабораторних занять.

Анотація навчальної дисципліни

Мета дисципліни

формування комплексу знань і здобуття навичок з розробки апаратних засобів  електронних   аналогових і цифрових пристроїв, аналіз проблем та особливостей їх використання. 

Завдання дисципліни:
  • вивчення основ теорії підсилювачів та генераторів;
  • вивчення основ теорії перемикальних функцій та скінченних автоматів;
  • вивчення принципів побудови та роботи функціональних вузлів комбінаційного типу, що реалізуються у вигляді окремих інтегрованих схем;
  • вивчення принципів побудови і функціонування основних вузлів цифрових пристроїв послідовного типу;
  • оволодіння навичками проектування типових вузлів цифрових пристроїв; вивчення принципів побудови аналого-цифрових та цифро-аналогових перетворювачів.

 

Основні результати навчання

  • Описувати принцип дії за допомогою наукових концепцій, теорій і методів та перевіряти результати при проектуванні та застосуванні приладів, пристроїв і систем електроніки.
  • Оцінювати характеристики та параметри матеріалів електронної техніки, розуміти основи твердотільної електроніки, електротехніки, аналогової та цифрової схемотехніки, перетворювальної та мікропроцесорної техніки.
  • Застосовувати експериментальні навички (знання експериментальних методів та порядку проведення експериментів) для перевірки гіпотез та дослідження явищ електроніки, вміти використовувати стандартне обладнання, планувати, складати схеми; аналізувати, моделювати та критично оцінювати отримані результати.
  • Демонструвати навички проведення експериментальних досліджень, пов'язаних з професійною діяльністю; вдосконалювати методики вимірювання; контролювати достовірність отриманих результатів; систематизувати та аналізувати дані, отримані експериментальним шляхом.
  • Уміти проводити проектування сучасних  аналогових електронних пристроїв; вибирати систему цифрових інтегральних елементів для проектування цифрових пристроїв; розбиратися в принципових, функціональних та структурних схемах цифрових пристроїв.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

  • Л – лекційні заняття;
  • ПЗ – практичні заняття;
  • ЛЗ – лабораторні заняття;
  • СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти;
  • МКР – модульна контрольна робота;
  • К – консультації.

 

Тематика та види навчальних занять

  • 1 тиждень
    • Л 1. Вступ. 
    • ЛЗ 1. Дослідження підсилювача за показниками і характеристиками.
    • СРС. К.
  • 2 тиждень
    • Л 2. Підсилювальні пристрої.
    • Л 3. Підсилювальні каскади спеціального призначення та підсилювачі потужності.
    • ПЗ 1. Аналіз роботи підсилювача потужності звукової частоти.
    • СРС. К.
  • 3 тиждень
    • Л 4. Підсилювачі постійного струму  та частотно-виборчі підсилювачі.
    • ЛЗ 2. Синтез логічних пристроїв на базі інтегрованих логічних елементів.
    • СРС. К.
  • 4 тиждень
    • Л 5. Операційні підсилювачі.
    • Л 6. Генератори.
    • ПЗ 2. Розрахунок схеми підсилювача низької частоти.
    • СРС. К.
  • 5 тиждень
    • Л 7. Теореми та тотожності алгебри логіки.
    • ЛЗ 3. Синтез і дослідження тригерів на базі логічних інтегрованих схем.
    • СРС. К.
  • 6 тиждень
    • Л 8. Форми зображення перемикальних функцій.
    • Л 9. Мінімізація ПФ.
    • ПЗ 3. Розрахунок схеми підсилювача низької частоти на операційному підсилювачі.
    • СРС. К.
  • 7 тиждень
    • Л 10. Загальні питання синтезу скінченних автоматів.
    • ЛЗ 4. Синтез скінченних автоматів.
    • СРС. К.
  • 8 тиждень
    • Л 11. Тригери.
    • Л 12. Дешифратори, демультиплексори, шифратори, мультиплексори.
    • ПЗ 4. Розрахунок схеми RC-генератора з колом Вина.
    • СРС. К.
    • МКР 1.
  • 9 тиждень
    • Л 13. Компаратори та схеми порівняння чисел, комбінаційні суматори.
    • ЛЗ 5. Синтез та дослідження шифраторів та дешифраторів на базі інтегрованих логічних елементів.
    • СРС. К.
  • 10 тиждень
    • Л 14. Арифметично-логічні пристрої.
    • Л 15. Постійні запам’ятовувальні пристрої та програмовані матриці.
    • ПЗ 5. Тотожні перетворення на базі законів алгебри логіки.
    • СРС. К.
  • 11 тиждень
    • Л 16. Регістри.
    • ЛЗ 6. Синтез та дослідження регістрів зсуву з зворотними зв’язками.
    • СРС. К.
  • 12 тиждень
    • Л 17.  Лічильники.
    • Л 18. Принципи аналого-цифрового та цифро-аналогового перетворення.
    • ПЗ 6. Форми зображення перемикальних функцій.
    • СРС. К.
  • 13 тиждень
    • Л 19. Аналого-цифрові перетворювачі.
    • ЛЗ 7. Принципи побудови двійкових лічильників та лічильників з довільним модулем лічби.
    • СРС. К.
  • 14 тиждень
    • Л 20. Паралельні аналого-цифрові перетворювачі.
    • Л 21. Генератори імпульсів.
    • ПЗ 7. Мінімізація перемикальних функцій.
    • СРС. К.
  • 15 тиждень
    • Л22.  Автоколивальні мультивібратори. 
    • ЛЗ 8. Формувачі та генератори імпульсів на логічних елементах і триггерах.
    • СРС. К.
    • МКР 2.

 

Індивідуальна робота

Курсова робота

Метою курсової роботи (КР) є закріплення та поглиблення знань з теорії аналогової та цифрової схемотехніки, придбання практичних навичок з  теорії підсилювачів і генераторів, перемикальних функцій,  цифрових автоматів та проектування на їх основі функціональних вузлів аналогових та цифрових пристроїв. 

Індивідуальні теми, що надаються студентам,  присвячені проектуванню: підсилювачів та генераторів;  скінченних автоматів; функціональних вузлів комбінаційного типу, що реалізуються у вигляді окремих інтегрованих схем; вузлів цифрових пристроїв послідовного типу; аналого-цифрових та цифро-аналогових перетворювачів; інших типових вузлів цифрових пристроїв.

Типове   завдання    на    курсову роботу.

  • Аналогова частина: спроектувати однотактний підсилювач потужності з прикінцевим каскадом. 
  • Початкові дані: навантаження – 4 Ом; потужність – 4 Вт; напруга живлення – 18 В;  нижня частота смуги пропускання – 50 Гц; верхня частота смуги пропускання  – 15 к Гц.
  • Цифрова частина: побудова демультиплексора.
  • Початкові дані: на інтегральній мікросхемі дешифратора-демультиплексора 1533ИД7 побудувати демультиплексор з організацією  1  16 з таким розрахунком, щоб інформаційний  сигнал Е з’явився на одному з  виходів в неінвертованому стані, тобто  Fi = E.

Тематичний план виконання:

  • видача завдання – 2-й тиждень;
  • вибір та обґрунтування схеми підсилювача – 3-й тиждень;
  • розрахунок основних елементів підсилювача – 5-й тиждень;
  • вибір активних та пасивних елементів – 6-й тиждень;
  • оформлення аналогової частини КР – 8-й тиждень;
  • аналіз завдання та вибір напрямку реалізації – 10-й тиждень;
  • проведення необхідних дій  для побудови мультиплексора – 13-й тиждень;
  • оформлення цифрової частини та КР в цілому. Здача КР на перевірку – 14-й тиждень.

 

Самостійна робота

Самостійна робота складає 106 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:

  • підготовка до лекційних занять – 20 годин;
  • підготовка до практичних занять  –  10 годин;
  • підготовка до лабораторних занять – 16 годин;
  • підготовка до екзамену – 30 годин;
  • виконання курсової роботи – 30 годин.

 

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних, практичних та лабораторних занять, виконують КР та 2 модульні контрольні роботи.

Модульні контрольні роботи №1, №2 виконуються у формі письмової роботи з використанням контрольних  запитань.  Максимальна оцінка за її бездоганне виконання становить 30 балів. Кількість контрольних запитань – 3, кожна правильна відповідь оцінюється в 10 балів. 

Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів.

  • Семестровий модуль № 1
  • Практичні  завдання ПЗ 1 – ПЗ 3. Оцінка за виконання – 8 балів (по 3 бали за кожне завдання ПЗ 1, ПЗ 2 та 2 бали за  ПЗ 3). 
  • Лабораторні завдання ЛЗ 1 – ЛЗ 4. Оцінка за виконання – 12 балів (по 3 бали за кожне завдання). 
  • МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2

  • Практичні  завдання ПЗ 4 – ПЗ 7. Оцінка за виконання – 8 балів (по 2 бали за кожне завдання). 
  • Лабораторні завдання ЛЗ 5 – ЛЗ 8. Оцінка за виконання – 12 балів (по 3 бала за кожне завдання). 
  • МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень).
  • Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.

 

Умови допуску до підсумкового контролю

До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни за перший модуль та всі види навчальних елементів навчальної дисципліни накопичувальної частини за другий модуль на не менш, ніж на 60 балів.

Складання/перескладання екзамену організується за встановленим деканатом ІІБРТ  розкладом.

 

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 

Відсутність здобувача на контрольній роботі або на екзамені відповідає оцінці «0».

Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.