Учебное пособие: Сигналы и их характеристика

Целью преподавания дисциплины является изучение студентами особенностей построения схем аналоговых и цифровых электронных устройств, осуществляющих усиление, фильтрацию, генерацию и обработку сигналов, а также аналого-цифровых и цифро-аналоговых устройств. В результате изучения дисциплины у студентов должны сформироваться знания, умения и навыки, позволяющие проводить самостоятельный анализ физических процессов, происходящих в электронных устройствах, как изучаемых в настоящей дисциплине, так и находящихся за ее рамками. Студенты должны также ознакомиться с особенностями микроминиатюризации рассматриваемых устройств на базе применения соответствующих интегральных микросхем.

В результате изучения настоящей дисциплины студенты должны получить знания, имеющие не только самостоятельное значение, но и обеспечивающие базовую подготовку для усвоения ряда последующих схемотехнических дисциплин.

Данная дисциплина является первой, в которой студенты изучают основы схемотехники и получают навыки “чтения” электрических схем телекоммуникационных устройств. Она находится на стыке дисциплин, обеспечивающих базовую и специальную подготовку студентов. Изучая эту дисциплину, студенты впервые знакомятся с принципами функционирования, методами анализа и схемотехникой рассматриваемых электронных устройств. Приобретенные студентами знания и навыки необходимы как для грамотной эксплуатации телекоммуникационной аппаратуры, так и для разработки широкого класса устройств, связанных с формированием, передачей, приемом и обработкой сигналов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- принципы работы изучаемых электронных устройств и понимать физические процессы, происходящие в них (ОК-9);

- методы анализа линеаризованных аналоговых электронных устройств, основанные на использовании эквивалентных схем (ОК-9);

- методы исследования аналоговых электронных устройств, работающих в режиме большого сигнала, основанные на аналитических и графо-аналитических процедурах анализа (ОК-9);

- принципы построения различных вариантов схем электронных устройств с отрицательной и/или положительной обратными связями (ОС), понимать причины влияния ОС на основные показатели и стабильность параметров изучаемых устройств; понимать причины возникновения неустойчивой работы усилителей с отрицательной ОС (ОК-9, ПК-14);

- способы оценки устойчивости электронных устройств с внешними цепями ОС (ОК-9, ПК-14);

- основы схемотехники аналоговых и цифровых интегральных схем (ИС) и устройств на их основе (ПК-14);

- основные методы расчета электронных схем (ПК-14);

уметь:

- объяснять физическое назначение элементов и влияние их параметров на электрические параметры и частотные свойства базовых каскадов аналоговых схем и переходные процессы в базовых ячейках цифровых схем (ОК-9);

- применять на практике методы анализа линеаризованных аналоговых электронных устройств, основанные на использовании эквивалентных схем (ОК-9);

- применять на практике методы исследования аналоговых электронных устройств, работающих в режиме большого сигнала, основанные на аналитических и графо-аналитических процедурах анализа (ОК-9);

- выполнять расчеты, связанные с выбором режимов работы и определением параметров изучаемых электронных устройств (ПК-14);

- формировать цепи ОС с целью улучшения качественных показателей и получения требуемых форм характеристик аналоговых электронных устройств (ПК-14);

- проводить компьютерное моделирование и проектирование аналоговых электронных устройств, а также иметь представление о методах компьютерной оптимизации таких устройств (ПК-2);

- пользоваться справочными параметрами аналоговых и цифровых ИС при проектировании телекоммуникационных устройств (ПК-14);

владеть:

- навыками чтения и изображения электронных схем на основе современной элементной базы (ПК-14);

- навыками составления эквивалентных схем на базе принципиальных электрических схем изучаемых устройств (ОК-9);

- навыками проектирования и расчета простейших аналоговых и цифровых схем (ПК-14);

- навыками работы с контрольно-измерительной аппаратурой (ПК-4).

Процесс изучения дисциплины направлен также на формирование следующих общекультурных и ощепрофессиональных компетенций выпускника, который:

использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-9);

имеет навыки самостоятельной работы на компьютере и в компьютерных сетях; готов и способен к компьютерному моделированию устройств, систем и процессов с использованием универсальных пакетов прикладных компьютерных программ (ПК-2);

знает метрологические принципы и владеет навыками инструментальных измерений, используемых в области инфокоммуникационных технологий и систем связи (ПК-4);