20. Анализ и синтез электрических цепей

Наименование модуля:

Модуль 20: Анализ и синтез электрических цепей

Элементы модуля:

Элективные дисциплины

Теория электрических цепей 2

Основы теории электрических цепей

Метрология и радиоизмерения

Инженерные измерения

Оборудование для измерения данных

Радиосхемы и сигналы

Анализ и синтез радиосигналов

Разработка схем и систем электронных устройств

Промышленная электроника

Основы автоматизации

Автоматическое управление

Системы CAD

Основы автоматизированного проектирования

Радиоавтоматика;

Компьютерные сети;

ВЕБ-программирование

Семестр обучения:

3, 4

Ответственный за модуль:

Герасимова Ю.В.

Преподаватели:

Метрология и радиоизмерения – Герасимова Ю.В.

Инженерные измерения – Крашевская Т.И.

Оборудование для измерения данных – Дарий Ю.М.

Теория электрических цепей 2 – Крашевская Т.И. 

Основы теории электрических цепей – Ивель В.П.

Радиосхемы и сигналы – Савостин А.А. 

Анализ и синтез радиосигналов – Савостин А.А. 

Схемотехника и системотехника электронных устройств – Герасимова Ю.В. 

Основы автоматизации - Зыкова Н.В. 

Автоматическое управление –  Герасимова Ю.В.

Системы CAD – Риттер Д.В.

Основы автоматизированного проектирования – Петров П.А. 

Промышленная электроника - Савостин А.А. 

Компьютерные сети –  Касимов И.Р.

ВЕБ-программирование – Астапенко Н.В.

Радиоавтоматика –  Герасимова Ю.В.

Язык:

Русский, казахский

Связь с куррикулумом:

Радиотехника, электроника и телекоммуникации (Ba)

Число часов в неделю и в семестр:

3 семестр: часов в неделю – 26 (лекций -4; практических занятий -2; лабораторных занятий-4; СРО -16); часов в семестр – 390.

Рабочая нагрузка:

Аудиторная нагрузка: 270 часов

Внеаудиторная нагрузка: 420 часов

Итого: 690 часов

Кредитные пункты:

23 ECTS 

Условия для проведения экзаменов:

Для допуска к экзамену студент должен набрать не менее 50 баллов из 100 отводимых на дисциплину модуля

Рекомендуемые условия:

Этот модуль основан на знаниях, полученных в ходе изучения следующих модулей: Физика, Основы математики, Основы профессии

Знать: 

- основы метрологического обеспечения, необходимого для разработки и наладки радиотехнических устройств;

- теоретические основы электротехники;

- принципы построения и применения аналоговых и цифровых устройств различной функциональной сложности;

- принципы построения и применения радиотехнических и телекоммуникационных систем;

- математические методы расчета, используемые при исследовании радиосистем;

- физические и математические модели процессов и явлений, лежащие в основе принципов работы радиотехнических устройств и систем;

- параметры, свойства и область применения радиосигналов;
- способы передачи, приема и обработки сигналов;

- основные широко используемые подходы и методы статистической радиотехники;

- правила и методы монтажа, обработки и наладки узлов радиотехнических устройств и систем;

- основные понятия автоматизации, основные принципы регулирования и контроля, а также основные элементы автоматических систем;

- принципы организации систем автоматизированного проектирования (САПР);

- Программное и аппаратное обеспечение САПР;

- методы настройки и тестирования сети.

Уметь: 

- обрабатывать результаты измерений, оценивать погрешности измерений;

- составлять и рассчитывать принципиальные схемы;

- применять математические и физические законы при проектировании радиосистем;

- вычислять параметры сигналов при их прохождении по радиосхеме;

- использовать основные статистические методы анализа и синтеза в радиосистемах;

- проверять, обрабатывать и настраивать оборудование и программное обеспечение, используемые для разработки, производства и наладки радиотехнических устройств и систем;

- составлять функциональные схемы, рассчитывать показатели качества управления;

- использовать пакеты прикладных программ для расчетов, моделирования и автоматизации проектирования радиоэлектронных устройств и систем;

- настраивать параметры сетевого оборудования.

Владеть навыками:

- построение измерительных систем на базе персональных компьютеров;

- работа с нормативной документацией;

- разработка и внедрение мер по защите людей и окружающей среды от негативного воздействия;

- проверять техническое состояние оборудования, организовывать профилактические осмотры и техническое обслуживание;

- разработка принципиальных схем и печатных плат
электронные устройства, разработка технической документации;

- сборка и установка электронных устройств; 

- проектирование систем радиоприема и радиопередачи;

- выбор различных статистических методов анализа радиосистем;

- решать задачи на основе современных программных пакетов;

- работа с программами и пакетами электроники Workbench, PSpice, MicroCAP V, OrCAD, P CAD;

- использовать навыки для организации локальных сетей различной топологии.

Демонстрировать способность:

- способность предлагать оптимальные схемотехнические решения для реализации различных электронных устройств;

- выбрать техническое решение для создания электрических сигналов, используемых при передаче информации, с требуемыми свойствами;

- применять методы анализа и синтеза устройств аналоговой и цифровой обработки сигналов в области обработки речи, звука и изображений;

- принимать и обосновывать конкретные технические решения с учетом требований электромагнитной совместимости, обеспечивающие необходимый уровень надежности и безопасности при разработке и использовании электронного оборудования;

- самостоятельно проектировать и проводить исследования в области систем автоматического управления;

- использовать приложения в различных аспектах электронного дизайна;

- манипулирование параметрами доступа программы к сети.

Модули: Модули современного электронного оборудования, проектирование электроники, систем управления и связи 

Метрология и радиоизмерения  

Погрешности измерений. Подготовка, проведение и обработка результатов эксперимента. Методы и средства измерения. Методы измерения временных параметров сигналов, частоты и фазового сдвига. Методы измерения напряжений и энергетических параметров сигналов. Изучение сигналов во временной и частотной областях.

Инженерные измерения

Классификация технических средств измерений. Методы измерения и контроля параметров и свойств электрических цепей. Обработка результатов измерений. Основы стандартизации. Основы сертификации. Методы построения измерительных цепей.

Оборудование для измерения данных

Разработка материалов, относящихся к измерениям и оценке, обработке измерительных сигналов, изучению современных принципов построения электроизмерительной аппаратуры, измерительных информационных систем и комплексов, использованию методов и измерительных приборов в различных практических областях.

Теория электрических цепей 2

Переходные процессы в электрических цепях. Электрические цепи с распределенными параметрами. Электрические цепи с обратной связью. Нелинейные электрические цепи и методы их расчета. Электрические фильтры. Корректирующие электрические цепи. Дискретные электрические цепи. Цифровые фильтры.

Основы теории электрических цепей

Основные понятия теории электрических цепей. Основные методы анализа линейных электрических цепей. Линейные цепи под воздействием гармоник. Частотная характеристика и резонансные явления. Основы квадрупольной теории. Методы анализа переходных процессов в линейных цепях. Электрические фильтры. Схемы с распределенными параметрами. Основы синтеза электрических цепей.

Радиосхемы и сигналы

Радиосигналы с амплитудной и угловой модуляцией. Спектральный анализ сигналов. Принципы генерации гармонических колебаний. Корреляционный анализ сигналов. Анализ сигналов, проходящих по узкополосным цепям. Синтез фильтра. Случайный сигнал. Численные методы расчета линейных цепей. 

Анализ и синтез радиосигналов

Методы анализа и синтеза сигналов в радиотехнических устройствах и системах. Анализ свойств и параметров формирования и обработки сигналов в радиотехнических устройствах и системах. Синтез оптимальных и квазиоптимальных базовых процедур генерации и обработки сигналов в радиотехнических устройствах и системах. Анализ качественных характеристик и показателей эффективности.

Разработка схем и систем электронных устройств

Основы построения и принципы работы электронных схем. Усилительные устройства. Основные параметры операционных усилителей. Этапы проектирования электронных устройств. Генерация колебаний. Радиотехнические системы передачи данных. Вторичные источники питания радиоэлектронных средств. Элементы цифровой схемотехники. Электронные системы. Внедрение систем радиосвязи.

Промышленная электроника

Полупроводниковые диоды. Биполярный транзистор. Полевые транзисторы. Схема подключения транзисторов и режимы работы транзисторов в каскадах усиления.  Тиристоры. Усилитель мощности. Интегральные операционные усилители и схемы с ними. Теория обратной связи. Оптико-электронные приборы. Источник питания. Выпрямительные цепи (включая фазные). Преобразователь частоты. Цифровые устройства. Логические элементы и синтез комбинационных логических схем. Микроконтроллеры.  Микропроцессоры.

Основы автоматизации

Общая информация о системах автоматизации и их составляющих элементах. Датчики и преобразователи. Реле. Усилители. Бесконтактные магнитные реле и стабилизаторы. Исполнительные устройства. Автоматическая система управления. Автоматические измерительные системы.

Автоматическое управление 

Классификация автоматизированных систем управления (АСУ). Описание АСУ в частотной области. Стабильность АСУ. Оценка качества и точности . Синтез АСУ.

CAD-системы 

Понятие и этапы проектирования электронных систем. Основная структура технической и лингвистической поддержки CAD. PCAD как пакет интерактивного проектирования. Проектирование схем и печатных плат.

Основы автоматизированного проектирования

Теоретические основы автоматизированного проектирования. Программное обеспечение для автоматизации производства конструкторской, технологической и нормативно-технической документации. Основные свойства современных программных пакетов. Математические модели объектов радиоэлектронного проектирования.

Компьютерные сети

Овладение принципами организации и функционирования компьютерных сетей, особенностями работы персонального компьютера в сетях.

ВЕБ-программирование

Веб-программирование призвано способствовать знакомству студентов с компьютерными телекоммуникациями и возможными подходами к разработке гипертекстовых документов, предназначенных для публикации в глобальной компьютерной сети Интернет. Обучение разработке веб-страниц на основе комплексного подхода; обучение интернет-программированию на стороне клиента и сервера; обучение использованию баз данных при разработке веб-проектов; обучение методам маркетинга в Интернете, рекламе и продвижению разрабатываемых интернет-ресурсов.

Радиоавтоматика 

Принципы построения радиоавтоматических систем. Классификация. Основные элементы радиоавтоматических систем. Изучение переходных процессов. Частотные характеристики радиоавтоматических систем. Анализ линейных систем радиоавтоматики. Анализ нелинейных систем. Синтез линейных фильтров. Дискретные системы.

Метрология и радиоизмерения – письменный экзамен   

Инженерные измерения – письменный экзамен

Метрология и радиоизмерения – письменный экзамен   

Инженерные измерения – письменный экзамен

Теория электрических цепей - экзамен в свободной форме

Основы теории электрических цепей - письменный экзамен

Радиосхемы и сигналы - письменный экзамен

Анализ и синтез радиосигналов - письменный экзамен

Проектирование схем и систем электронных устройств - экзамен в свободной форме

Основы автоматизации - реферат

Автоматическое управление - реферат

Системы CAD - экзамен в свободной форме

Основы автоматизированного проектирования – письменный экзамен

Компьютерные сети – реферат

ВЕБ-программирование – компьютерное тестирование

Оборудование для измерения данных - письменный контрольный экзамен

Промышленная электроника - компьютерное тестирование

Радиоавтоматика - реферат

Оценка по модулю: экзамен в свободной форме по выбору

Мультимедийная система. IT аудитория. Лаборатории компьютерной математики и электронного моделирования, электроники, оборудования для измерения данных. Радиотехнические телекоммуникационные системы и устройства, электроника и радиоприемные и передающие устройства. Научно-исследовательская лаборатория робототехники, микроэлектроники и энергоэкологии.

1. А. Ф. Белецкий. Теория линейных электрических цепей: Учебное пособие. 2–е изд. – СПб.: Изд-во Лань, 2009. - 544 с.

2. В. П. Бакалов, В. Ф. Дмитриков, Б. И. Крук. Основы теории электрических цепей: Учебник для вузов; под ред. В. П. Бакалова. 3-е изд. – М.: Горячая линия – Телеком, 2009. – 596 с.

3. А. Б. Новгородцев. Теоретические основы электротехники. 30 лекций по теории электрических цепей. –СПб.: Питер, 2006.

4. Д. И. Панфилов, И. Н. Чепурин, В. Н. Миронов. Электротехника и электроника в упражнениях. – М.: ДОДЕКА, 2000.

5. Д. Ф. Тартаковский, А. С. Ястребов. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. – М.: Высшая школа, 2006.

6. В. Нефедов, А. Сигов, В. Битюков. Электрорадиоизмерения.  – М.: Форум, 2005.В. И. Нефедов. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. – М.: Высшая школа, 2005.

7. Г. В. Савостина. Рекомендации по профессиональной практике. – Петропавловск: СКГУ им. М. Козыбаева, 2014.

8. Логвинов В. В. Схемотехника телекоммуникационных устройств, радиоприемников систем мобильной и стационарной радиосвязи, Теория электрических цепей / В. В. Логвинов и др. - М.: Солон-пресс, 2013. - 656 с. 

9. С. А. Миленина. Электротехника, электроника и схемотехническое проектирование: Учебное пособие и практический курс для студентов старших курсов / С. А. Миленина, Н. К. Миленин. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 399 с.

10. В. Н. Павлов. Схемотехника аналоговых электронных устройств: Учебное пособие / В. Н. Павлов. - М.: Академия, 2008. - 228 с.

11. М. С. Шумилин. Радиопередатчики. – М.: Радио и связь, 2010.

12. О. В. Головин. Радиоприемники. – М.: Горячая линия-Телеком, 2004.

13. Н. И. Чистяков. Радиоприемники. – М.: Радио и связь, 2006.

14. Радиосхемы и сигналы: Учебное пособие для высших учебных заведений /И. С. Гоноровский. - 5-е изд., перераб. - М.: Дрофа, 2006. - 719 с.

15. В. Ю. Шишмарев. Автоматизация. – М.: Академия, 2013

16. Ю. Лазарева, Ю. Ф. Мартемьянов. Линейные системы автоматического управления. Тверской государственный технический университет. Учебник. Тверь, 2010

17. А. С. Вострикова, Г. А. Французова. Теория автоматического управления – Новосибирск: НГТУ, 2012

18. В. Ю. Шишмарев. Детали и элементы систем автоматического управления – М.: Академия, 2008.

19. Г. С. Гудвин, С. Ф. Грейб, М. Э. Сальгадо, Проектирование систем управления. - М.: Бином, 2008.

20. В. Б. Стешенко. Практика автоматизированного проектирования электронных устройств. – М.: Нолидж, 2012.- 768 с.

21. Сучков В. Д. Система проектирования P-CAD 2001. – М.: СОЛОН-Р, 2001. – 435 с.

22. Компьютерные технологии в науке, образовании и производстве электронной техники: Учебное пособие / В. В. Кручинин, Ю. Н. Тановицкий. - 2017. – 134 с. 4. 

23. Д. Ю. Муромцев, И. В. Тюрин. Математическое обеспечение САПР. – М.: Лан, 2014. – 464 с.

24. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. Компьютерные сети. Москва, 2010 

25. М. Палмер, Р. Синклер. Проектирование и внедрение компьютерных сетей. Санкт-Петербург, 2011 

26. Д. Скляр, А.Трахтенберг. PHP. Программирование рецептов. 2-е изд.: пер. с англ. с английского, М.: Изд–во "Русская редакция", 2007 - 736 с.

27. Л. Д. Слепцова, Ю. М. Бидасюк. язык JavaScript. Учебное пособие. М.: Издательство Williams, 2007 – 448 с.

28. Ю. К. Розанов, М. В. Рябчицкий, А. А. Кваснюк. Силовая электроника. - М.: Изд-во МЭИ, 2009.

29. Рама Редди С. Основы силовой электроники. - М.: Техносфера, 2006.

30Радиоавтоматика: учебное пособие. пособие / В.Н. Бондаренко, В.Н.

31. Тяпкин, Д.Д. Дмитриев [и др.]; под ред. В.Н. Бондаренко. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т. - 2013. - 172 с.

32. Радиоавтоматика: учебное пособие / В. П. Пушкарев, Д. Ю. Пелявин. - Томск: ТУСУР, 2018. - 182 с.

33. Теоретические основы радиоавтоматики: учебное пособие. пособие / Б.В. Скворцов, А.В. Паршина. - Самара: Изд-во Самарского университета, 2018. - 196 с.