Цифровая схемотехника
Язык обучения
Русский

Для современной электроники характерна необходимость уметь решать типовые задачи, относящиеся к различным областям, с широким применением средств компьютерного моделирования и программирования.
Так современная радиотехническая система обычно одновременно включает в себя низко- и высокочастотные аналоговые электронные схемы, аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) и/или другие программируемые микросхемы (микроконтроллеры, цифровые сигнальные процессоры), встраиваемое программное обеспечение (ПО) и внешнее ПО с графическим интерфейсом пользователя для удаленного управления устройством.
Целью данного курса является практическое знакомство студентов с часто встречающимися аспектами прикладной электроники с использованием распространенного свободного программного обеспечения. Особенностью курса является широкий охват различных тем, включающих
- знакомство с программами моделирования электронных схем (Qucs, QucsStudio )
- анализ и синтез линейных фильтров и усилителей (Qucs, QucsStudio)
- анализ нелинейных схем (Qucs, QucsStudio)
- основные задачи цифровой обработки сигналов (применение преобразования Фурье, линейные и нелинейные цифровые фильтры, элементы обработки изображений)(Scilab, Octave, Lazarus)
- основы разработки программ с графическим интерфейсом пользователя (GUI), управляемых событиями (event driven)(Lazarus)
- разработка печатных плат (KiCad)
- введение в программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС)
- программирование микроконтроллеров (stm32 discovery board, C++, os mbed)
Полученные навыки моделирования электронных схем в Qucs, QucsStudio будут в дальнейшем использоваться и в практических занятиях по курсу ВЧ и СВЧ электроники.
 

Содержание курса

1    Схемотехника    1 Основы работы в программе моделирования электронных схем Qucs. Линейные цепи. Аналоговые пассивные фильтры. Временные и частотные характеристики фильтров. Анализ и синтез пассивных фильтров.
        2 Диоды. Статические и динамические характеристики диодов. Амплитудный детектор. Удвоитель напряжения. Разновидности диодов и их применение.
        3 Транзисторы 1. Биполярные транзисторы (BJT), полевые транзисторы (FET), биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Транзисторный ключ. Мостовые транзисторные схемы. Широтно-импульсная модуляция ШИМ.
        4 Транзисторы 2. Усилители с ОЭ, ОК и ОБ. Генераторы.
        5 Операционные усилители (ОУ) 1. Инвертирующий и неинвертирующий усилитель. Скорость нарастания. Однополярное питание ОУ.
        6 Операционные усилители (ОУ) 2. Нелинейные схемы на ОУ. Активные фильтры на ОУ. Генераторы.
        7 Нелинейные эффекты 2 и 3 порядка в электронных схемах и их моделирование. Смесители.
2    Цифровая обработка сигналов (ЦОС)    8 Дискретизация. Квантование. Характеристики АЦП. Дискретное преобразование Фурье. Дополнение нулями. Окна. Комплексные сигналы и преобразование Гильберта.
        9 Цифровые фильтры 1. Фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ). Фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ). Анализ и синтез фильтров.
        10 Цифровые фильтры 2. Медианный фильтр. 2-мерные фильтры.
3    Элементы программирования    11 Основы разработки программ с графическим интерфейсом пользователя, управляемых событиями (Lazarus)
        12 Элементы цифровой обработки изображений (Lazarus, Octave)
4    Микроконтроллеры    13 Микроконтроллеры 1. Операционная система Mbed. Mbed инструменты командной строки (Mbed  CLI). Потоки, прерывания.
        14 Микроконтроллеры 2. Интерфейсы SPI, I2C. Последовательный порт (UART). Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС, FPGA).
    Разработка печатных плат    15 Разработка печатных плат (KiCad).
 

Описание курса
Syllabus454.13 КБ