-рус- -укр-

Зорі Анатолій Анатолійович Професор, доктор технічних наук. Завідуючий кафедри"Електрона техніка" Факультет Комп'ютерних Інформаційних Технологій та Автоматики (КІТА) Донецького національного технічного університету (ДонНТУ ) E-mail: zori@kita.donntu.ru

Тематичний зміст дисципліни "Цифрова схемотехніка"

Тема 1. Загальні відомості про електронні пристрої. Лінійні та нелінійні перетворювачі сигналів. Завдання проектування. Базові елементи.
Пасивні та активні микроелектронні компоненти. Підсилюючі каскади на біполярних та польових транзисторах. Частотні та часові характеристики, нелінійні викривлення, багатокаскадні підсилювачі. Зворотні зв'язки в підсилювачах, стійкість підсилювачів зі зворотнім зв'язком.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження підсилювачів на біполярних транзисторах - 2 години.
2. Дослідження зворотніх зв'язків у підсилювачах - 2 години.

Практичні заняття:

1. 1. Розрахунки підсилювачів на біполярних транзисторах - 2 години.
2. 2. Розрахунки підсилювачів на польових транзисторах - 2 години.

Тема 2. Підсилювачі постійного струму. Дрейф нуля ППС. Балансна схема. Диференційні каскади підсилювачів. Напруга зміщення, вхідні струми та їх темперетурні дрейфи. Елементи інтегральної схемотехніки, ОППС. Підсилювачі потужності. Широкополосні підсилювачі. Вибіркові підсилювачі LC та RC типів. Масштабні перетворювачі сигналів. Інвертуючі та неінвертуючі підсилювачі на ОППС.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження диференційного каскаду ППС - 2години.
2. Дослідження інвертуючого та неінвертуючого підсилювачів - 2 години.

Практичні заняття:

1. Розрахунки підсилювачів навантаження - 2 години.

Тема 3. Умови збудження генераторів. Баланси фаз та амплітуд. LC та RC генератори. Стабілізація частот та амплитуд коливань у генераторах.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження генераторів RC типу - 2 години.

Практичні заняття:

1. Розрахунки генераторів LC та RC типів - 2 години.

Тема 4. Суматори, відраховувачі, інтегратори та діференціатори. Керуємі залежні джерела. Частотні фільтри. активні фільтри на ОППС.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження суматорів, інтеграторів та активного фільтра - 2 години.

Практичні заняття:

1. Розрахунки активних фільтрів - 2 години.

Тема 5. Перетворювачі з логарифмічними та експоненційними передаточними функціями. Аналогові перемножувачі та дільники сигналів. Перетворювачі частоти. Змішувачі, модулятори, детектори. Системи АРУ.

Практичні заняття:

1. Розрахунки та проектування нелінійних перетворювачів - 2 години.

Розрахункова робота:

• Розрахунок підсилювача на біполярному транзисторі на базі операційного ППС - 12 годин.

Тема 6. Елементна база цифрової схемотехніки. Логічні елементи, класифікація, основні характеристики та параметри. RC ланцюги, діференцюючі та інтегруючі ланцюги. Транзистор у режимі великого сигналу. ДТЛ, ТЛ, ТТЛ, ЕСЛ, логічні елементи на МДП транзисторах.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження ТТЛ елементів 155 серії - 2 години.
2. Дослідження транзисторних ключів - 2 години.

Практичні заняття:

1. Розрахунки ключових схем на біполярних та польових транзисорах - 2 години.
2. Розрахунки діференцюючих та інтегруючих ланцюгів - 2 години.

Тема 7. Послідовні функціональні пристрої. Тригери. Асінхронні та синхронні. RS, R, S, E, D. Універсальні JK тригери. Паралельні та зсувні регістри. Асинхронні та синхронні лічильники. Дільники частоти, двійково-десятичні лічильники, реверсивні.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження тригерів - 2 години.
2. Дослідження регістрів - 2 години.
3. Дослідження лічильників - 2 години.

Практичні заняття:

1. Розрахунки тригерів - 2 години.
2. Розрахунки регістрів - 2 години.
3. Розрахунки лічильників - 2 години.

Тема 8. Автоколивальні та ждучі мультівибратори на дискретних інтегральних компонентах. Блокінг-генератори. Формівачі та генератори лінійно-змінюючоїся напруги та струму.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження мультівібраторів на ПЛЕ - 2 години.
2. Дослідження одновібраторів на ПЛЕ - 2 години.
3. Дослідження генераторів імпульсів, ГЛІН - 2 години.

Практичні заняття:

1. Розрахунки мультивібраторів, одновібраторів на ЛЕ - 2 години.
2. Розрахунки мультивібраторів, одновібраторів на транзисторах - 2 години.
3. Розрахунки генераторів лінійно-змінюючоїся напруги - 2 години.

Тема 9. Напівпровідникові ЗП, класифікація та основні параметри. ЗП на біполярних транзисторах та МДП-структурах. Постійні ЗП. Программуємі логічні матриці.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження статичних запам'ятовуючих пристроїв - 2 години.

Практичні заняття:

1. Проектування плати пам'яті - 4 години.

Тема 10. Функціональні компоненти цифрових систем, перетворювачі кодів. Шифратори, дешифратори. Мультіплексори, демультіплексори. Компаратори. Суматори, перемножувачі.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження шифраторів, дешифраторів, мультіплексорів, демультіплексорів - 2 години.

Практичні заняття:

1. Проектування суматорів, перемножувачів - 2 години.

Тема 11. Дискретизація непреривних сигналів. Параметри та елементи АЦП. Компаратори, джерела опорної напруги, аналогові ключі та комутатори. Цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП). Параметри та елементи ЦАП.Мікропроцесорні набори. Склад, характеристики, особливості.

Лабораторні роботи:

1. Дослідження ЦАП - 2 години.
2. Дослідження АЦП - 2 години.

Практичні заняття

1. Дискретизація непреривних сигналів - 2 години.

Курсовий проект - 30 годин.

Мета - поглиблене вивчення матеріалу та підготовка студентів до самостійного розв'язання інженерних задач щодо розробки та проектування електронних вузлів, приладів та пристроїв для задач контроля, диагностики та керування технологічними процесами.

Задачі проекта - отримати навички проектування і аналізу електронних вузлів, блоків та пристроїв з використанням інтегральних мікросхем, аналогової та цифрової схемотехніки.

Приблизні часові витрати на проект - 30 годин. Об'єм пояснювальної записки - близько 30 сторінок та 1 лист креслення формату А1.

Контроль знань студентів здійснюється:

• опитуванням студентів на лабораторних роботах і практичних заняттях;
• при заліку звітів по лабораторним роботам;
• опитуванням на колоквіумах.

Література

1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. - М.: Высшая школа, 1991. - 622с.
2. Алексеенко А.Г., Шагурин И. И. Микросхемотехника. - М.: Радио и связь, 1982. - 416с.
3. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 1983. - 536с.
4. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1984. - 598с.
5. Полонников Д.Е. Операционные усилители: принципы построения, теория, схемотехника. - М.: Энергоатомиздат, 1983.
6. Гольперин М. В., Практическая схемотехника в промышленной автоматике. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 320с.
7. Шило В. Я. Функциональные аналоговые интегральные микросхемы. - М.: Радио и связь, 1982.
8. Алексеенко А.Г., Коломбет Е. А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых интегральных схем. - М.: Радио и связь, 1980.
9. Малахов В.П. Электронные цепи непрерывного и импульсного действия: Уч. пособие для ВУЗов. - К.: Одесса, Лыбидь, 1991. - 256с.
10. Руденко В.С., Сенько В.И., Трифонюк В.В. Основы промышленной электроники. - Киев: Вища школа, 1985. - 400с.
11. Захаров В. К., Липарь Ю. И. Электронные устройства автоматики и телемеханики: учебник для ВУЗов. - 3-е изд. - Л.: Энергоатомиздат, 1984. - 432с.
12. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. - М.: Сов. радио, 1974. - 312с.
13. Зубчук В.И.. Сигорский В. П., Шкуро А. Н. Справочник по цифровой схемотехнике. - К.: Техніка, 1990. - 448с.
14. Алексеенко А.Г., Шагурин И. И. Микросхемотехника. - М.: Радио и связь, 1982. - 416с.: ил.
15. Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 320с.: ил.
16. Расчет электронных схем. Примеры и задачи: Учебн. пособие для ВУЗов/ Г.И. Изъюрова и др. - М.: Высшая школа, 1987. - 330с.
17. Електронний конспект по дісципліні "Цифрова cхемотехніка"