 | Кафедра прикладної радіоелектроніки |
[RE-202] Комбіновані аналогово-цифрові системи
Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
| Галузь знань | 17 - Електроніка, автоматизація та електронні комунікації |
| Спеціальність | 172 - Електронні комунікації та радіотехніка |
| Освітня програма | Всі ОП |
| Статус дисципліни | Вибіркова (Ф-каталог) |
| Форма здобуття вищої освіти | Очна |
| Рік підготовки, семестр | Доступно для вибору починаючи з 4-го курсу, осінній семестр |
| Обсяг дисципліни | 4 кред. (Лекц. 18 год, Практ. год, Лаб. 36 год, СРС. 66 год ) |
| Семестровий контроль/контрольні заходи | Залік |
| Розклад занять | https://rozklad.kpi.ua |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів | Лекц.: Титенко О. Т., Лаб.: Титенко О. Т., |
| Розміщення курсу |
Програма навчальної дисципліни
1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Програму навчальної дисципліни Комбіновані аналого-цифрові системи (КАЦС) складено відповідно до освітньо-професійної програми першого (бакалаврського) рівня вищої освіти за спеціальністю 172 Телекомунікація та радіотехніка.
Навчальна дисципліна належить до циклу професійної та практичної підготовки.
Предмет навчальної дисципліни: дисципліна належить до циклу дисциплін професійної та практичної підготовки студентів.
Фахівцю з радіотехніки необхідні знання побудови комбінованих аналого-цифрових систем, методи підключення датчиків сигналів, їх аналого-цифрове перетворення, принципи проєктування аналого-цифрової апаратури.
1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
У навчальному курсі значну увагу приділено особливостям застосування аналого-цифрових перетворювачів, узгодженню роботи АЦП та ОП (операційних підсилювачів), застосуванню програм моделювання, орієнтованих на використання інтегральних схем (SPICE)
Окремо розглядаються типи аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) та особливості застосування операційних підсилювачів (ОП) при взаємодії (разом) з АЦП
Практичні роботи направлені на набуття студентами навичок проєктування (розробки) вузлів аналого-цифрової апаратури.
Метою кредитного модуля є формування у студентів здатностей:
розуміти принципи роботи і відмінності різних типів аналого-цифрових перетворювачів;
розуміти принципи роботи цифро-аналогових перетворювачів;
розробляти технічне завдання на розробку радіоелектронних пристроїв;
проєктувати (розробляти) вузли комбінованих аналого-цифрових систем та телекомунікаційної апаратури.
знання:
принципів роботи і відмінності різних типів аналого-цифрових перетворювачів;
принципів роботи цифро-аналогових перетворювачів;
принципів побудови вузлів аналого-цифрової апаратури;
принципів проєктування комбінованих аналого-цифрових систем.
уміння:
створювати проекти в середовищі програм моделювання, орієнтованих на використання інтегральних схем;
проєктувати (розробляти) вузли аналого-цифрової апаратури.
досвід:
проєктування вузлів аналого-цифрової апаратури;
проєктування комбінованих аналого-цифрових систем.
2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)
Перед початком вивчення курсу бажаним є проходження дисциплін "Аналоговаова схемотехніка" та "Цифрові пристрої" або "Цифрова схемотехніка". ...
3. Зміст навчальної дисципліни
Тема 1. Вступ. Загальні відомості про комбіновані аналого-цифрові системи. Основні відмінності аналогової і цифрової схемотехніки. Організаційні аспекти проектування. Напрямки застосування.
Тема 2. Аналого-цифрові-перетворювачі. Основні параметри АЦП. Класифікація аналого-цифрових перетворювачів. Цифровий фільтр нижніх частот.
Тема 3. Застосування аналого-цифрових-перетворювачів в системах автоматики. Використання АЦП з датчиками тиску, температури, пожежної сигналізації та фотодатчиками.
Тема 4. Фільтрація сигналів. Основні параметри аналогового ФНЧ. Основні параметри аналогового ФНЧ. Реалізація аналогових фільтрів.
Тема 5. Застосування операційних підсилювачів при роботі з АЦП. Застосування базових схем включення ОУ. Основи роботи ОУ на постійному струмі.
Тема 6. Цифрова обробка аналогових сигналів. Цифро-аналогові перетворювачі. Класифікація схем ЦАП. Широтно-імпульсний модулятор в якості цифро-аналогового перетворювача. Параметри аналогового ФНЧ для ЦАП на основі ШІМ.
Тема 7. Проєктування комбінованих аналого-цифрових систем. Джерела живлення. Перетворення напруги. Шум компонентів. Розводка друкованих плат. Шар землі в цифрових і аналогових схемах. Вплив паразитних параметрів.
Практичні роботи
Дисципліна «Комбіновані аналого-цифрові системи» належить до дисциплін, в яких значна увага приділяється практичній складовій навчання. Основною метою практичних занять є перевірка теоретичних знань, набуття навиків проектування.
Приблизна тематика практичних занять:
1. Аналого-цифровий перетворювач: параметри, визначення і формули.
2. АЦП послідовного наближення.
3. Сигма дельта перетворювачі.
4. Вибір АЦП.
5. Фільтрація сигналів.
6. Параметри, визначення та розрахункові формули для операційних підсилювачів.
7. Операційні підсилювачі в схемах з АЦП.
8. Особливості розведення друкованих плат аналогових і цифрових схем.
9. SPICE-моделювання (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis – програма Моделювання з акцентом на інтегральній схемі).
4. Навчальні матеріали та ресурси
1. О. М. Воробйова, В. Д. Іванченко. Основи схемотехніки: підручник. –[2-е вид.]. – Одеса: Фенікс, 2009. – 388 с. . – Библиогр. : ISBN 978-966-438-204-
2. Baker, Bonnie. A Baker’s dozen : real-world analog solutions for digital designers / by Bonnie Baker. ISBN 0-7506-7819-4
3. Walt Kester, Editor with the technical staff of Analog Devices. Data Conversion Handbook.
Навчальний контент
5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Лекційні заняття
|
№ з/п |
Назва теми лекції та перелік основних питань(перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС) |
|
1 |
Тема: «Вступ» Загальні відомості про комбіновані аналого-цифрові системи; Основні відмінності аналогової і цифрової схемотехніки; Література: Завдання на СРС: |
|
2 |
Тема: «Вступ» (продовження) Основні відмінності аналогової і цифрової схемотехніки; Організаційні аспекти проектування; Напрямки застосування. Література: Завдання на СРС: |
|
3 |
Тема: «Аналого-цифрові-перетворювачі» Класифікація аналого-цифрових перетворювачів; Основні параметри АЦП Література: Завдання на СРС: |
|
4 |
Тема: «Аналого-цифрові-перетворювачі» (продовження) АЦП послідовного наближення. Література: Завдання на СРС: |
|
5 |
Тема: «Аналого-цифрові-перетворювачі» (продовження) Сигма дельта АЦП; Цифровий фільтр нижніх частот. Література: Завдання на СРС: |
|
6 |
Тема: «Аналого-цифрові-перетворювачі» (продовження) Інтегруючи АЦП (АЦП з частотно-імпульсним перетворенням;) Література: Завдання на СРС: |
|
7 |
Тема: «Застосування аналого-цифрових-перетворювачів в системах автоматики.» Типи вхідних сигналів; Використання АЦП з давачами температури; Література: Завдання на СРС: |
|
8 |
Тема: «Застосування аналого-цифрових-перетворювачів в системах автоматики.» (продовження) Використання АЦП з давачами тиску; Використання АЦП з фотодавачами; Література: Завдання на СРС: |
|
9 |
Тема: «Фільтрація сигналів» Основні параметри аналогового ФНЧ; Література: Завдання на СРС: |
| 10 |
Тема: «Фільтрація сигналів» (продовження) Теорія фільтрів, що усувають ефект накладення спектрів; Реалізація аналогового фільтра; Операційний підсилювач для фільтра.; Література: Завдання на СРС: |
| 11 |
Тема: «Застосування операційних підсилювачів при роботі з АЦП» Параметри та визначення для операційних підсилювачів; Базові схеми включення ОП; Застосування базових схем включення ОП. Література: Завдання на СРС: |
| 12 |
Тема: «Застосування операційних підсилювачів при роботі з АЦП» (продовження) Операційний підсилювач в лінійній системі. Література: Завдання на СРС: |
| 13 |
Тема: «Застосування операційних підсилювачів при роботі з АЦП» (продовження) (стор.151) Особливості роботи ОУ на постійному струмі; Визначення стійкості системи. Література: Завдання на СРС |
| 14 |
Тема: «Цифрова обробка аналогових сигналів» Цифро-аналогові перетворювачі; Класифікація схем ЦАП; Базові схеми ЦАП. Література: Завдання на СРС: |
| 15 |
Тема: «Цифрова обробка аналогових сигналів» (продовження) Методи практичної реалізації ЦАП; ЦАП із підсумовуванням зважених струмів; ЦАП на основі резистивної матриці типу R-2R. Література: Завдання на СРС: |
| 16 |
Тема: «Цифрова обробка аналогових сигналів» (продовження) Широтно-імпульсний модулятор в якості цифро-аналогового перетворювача; Параметри аналогового ФНЧ для ЦАП на основі ШІМ. Література: Завдання на СРС: |
| 17 |
Тема: «Проєктування комбінованих аналого-цифрових систем» Джерела живлення; Перетворення напруги; Шум компонентів; Література: Завдання на СРС: |
| 18 |
Тема: «Проєктування комбінованих аналого-цифрових систем» (продовження) Розводка друкованих плат; Шар землі в цифрових і аналогових схемах; Вплив паразитних параметрів. Література: Завдання на СРС: |
5 Практичні (лабораторні) заняття
Основні завдання циклу практичних (лабораторних) занять формування у студентів відповідних умінь та досвіду.
|
№ з/п |
Назва теми заняття та перелік основних питань |
|
1 |
Аналого-цифровий перетворювач: параметри, визначення і формули. |
|
2 |
АЦП послідовного наближення. |
|
3 |
Сигма дельта перетворювачі. |
|
4 |
Вибір АЦП. |
|
5 |
Фільтрація сигналів. |
|
6 |
Параметри, визначення та розрахункові формули для операційних підсилювачів. |
|
7 |
Операційні підсилювачі в схемах з АЦП. |
|
8 |
Особливості розведення друкованих плат аналогових і цифрових схем. |
|
9 |
Застосування аналого-цифрових перетворювачів в телекомунікаційних та мультимедійних системах. Перетворення мовних сигналів. Перетворення сигналів зображення. |
..
6. Самостійна робота студента
...Політика та контроль
7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Обов'язковим є відвідування лекцій та практичних занять....
8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)
Рейтингова система оцінювання
- Лекції / Вебінари - 18 год; (1МКР х 25 балів)
- СРС (2 завд х 5 балів)
- Практичні роботи / Тренінги - 18 год; (9 завдань х 5 балів)
- Домашня контрольна робота (1 проект х 20 балів)
Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою
| Кількість балів | Оцінка |
|---|---|
| 100-95 | Відмінно |
| 94-85 | Дуже добре |
| 84-75 | Добре |
| 74-65 | Задовільно |
| 64-60 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
| Не виконані умови допуску | Не допущено |
9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
...
Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни
-
Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено
Титенко О. Т.;
Ухвалено кафедрою ПРЕ (протокол № 06/2023 від 2023-06-28 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 06-2023 від 2023-06-29 )