Общие сведения о дисциплине

Судовая электроника

Программа, методические указания к изучению дисциплины и задания на курсовую работу для студентов заочной формы обучения специальности 180407

«Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»

Группа 13-ЗЭА

Калининград 2015

содержание

		Стр.
1.	Общие сведения о дисциплине . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.	Структура и содержание дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.	Литература для изучения дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.	Методические указания по выполнению лабораторных работ . . . . . .
5.	Задание на курсовую работу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.	Вопросы к экзамену . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Общие сведения о дисциплине

1.1 Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины «Судовая электроника» является формирование знаний, умений и навыков, необходимых для эксплуатации современных систем управления, измерения и контроля судового оборудования.

Задачи дисциплины:

- изучение физических основ электронной техники, основных типов полупроводниковых приборов и компонентов электронных схем;

- изучение основных разновидностей электронных схем на полупроводниковой элементной базе;

- освоение методов анализа и расчета электронных схем;

- овладение основами проектирования электронных схем;

- приобретение навыков поиска неисправностей, настройки и замены электронных компонентов.

1.2 Место дисциплины в структуре основной образовательной программы (ООП)

Дисциплина «Судовая электроника» входит в состав базовой (общепрофессиональной) части профессионального цикла ООП. При изучении дисциплины используются знания и навыки, полученные при освоении дисциплин «Математика», «Физика», «Теоретические основы электротехники», «Информатика», а также при параллельном освоении дисциплины «Теория автоматического управления».

Результаты освоения дисциплины используются при изучении последующих дисциплин профессионального цикла ООП, обеспечивающих дальнейшую подготовку в области: систем управления: «Микропроцессорные системы управления», «Элементы и функциональные устройства судовой автоматики», «Основы технической эксплуатации судового электрооборудования и средств автоматики», «Системы управления судовыми энергетическими процессами». Знания, умения и навыки, полученные по программе дисциплины, используются и углубляются при прохождении студентами практик и научно-исследовательской работы, выполнении выпускной квалификационной работы.

1.3 Требования к результатам освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- принципы работы основных полупроводниковых приборов, их свойства и параметры;

- методы анализа и синтеза электронных схем;

- назначение, принципы функционирования и стандартные примеры типовых электронных узлов: усилителей, преобразователей сигналов, ключевых и импульсных схем, логических устройств, генераторов сигналов, источников вторичного электропитания;

уметь:

- подбирать по справочникам и информации производителей элементы, обеспечивающие функционирование в составе схемы;

- выполнять расчеты типовых узлов электронной аппаратуры;

владеть навыками:

- чтения электронных схем;

- проектирования простых электронных функциональных узлов в соответствии с заданием.

2 Структура и содержание дисциплины

2.1. Структура дисциплины

Дисциплина «Судовая электроника» изучается в пятом и шестом семестрах. Ее общая трудоемкость составляет 180 академических часов, в т.ч. аудиторные занятия (АЗ) – 26 часов, самостоятельная работа студента – 154 часа. Предусмотрено выполнение курсовой работы. Итоговая аттестация по дисциплине проводится в форме экзамена. Сведения о видах занятий и их трудоемкости приведены в нижерасположенной таблице.

Семестр	Трудоемкость учебной работы по ее видам (час.)
Лекции	Практические занятия	Самостоятельная работа студента	Всего
Всего

2.2. Программа дисциплины

Тема 1. Основы полупроводниковой электроники

Полупроводники, их отличие от металлов и диэлектриков. Электропроводность полупроводников. Проводимость p- и n-типа. Влияние примесей на проводимость. P-n-переход, его свойства.

Литература по теме: [1, c. 52 – 88].

Тема 2. Полупроводниковые приборы

Диоды, их вольтамперные и динамические характеристики. Разновидности диодов, их основные параметры: стабилитроны, диоды Шоттки, варикапы, излучающие диоды, оптопары.

Биполярные и полевые транзисторы, их характеристики и параметры, основные схемы включения. Ключевой режим работы транзисторов.

Динисторы и тиристоры: характеристики, параметры, применение.

Силовые полупроводниковые приборы. Область безопасной работы. Конструкция, охлаждение, методы защиты. Параллельное и последовательное включение. Запираемые тиристоры. IGBT-транзисторы.

Интегральные микросхемы: технология изготовления, разновидности, направления развития.

Система обозначений полупроводниковых приборов. Условные графические обозначения в схемах.

Литература по теме: [1, с. 52 – 87; 3, с. 18 - 69; 4, с. 121 – 138; 5, с. 22 – 66, 130 – 136; 6, с. 4 – 22, 328 - 484].

Тема 3. Пассивные компоненты электронных схем

Резисторы, конденсаторы, дроссели, трансформаторы. Основные разновидности, характеристики, особенности применения.

Литература по теме: [1, с. 8 – 51]

Тема 4. Усилители электрических сигналов

Общие сведения об усилении электрических сигналов. Параметры и характеристики усилителей. Базовая схема усилителя переменного тока. Дифференциальные усилители. Усилители мощности. Обратная связь в усилителях.

Литература по теме: [1, с. 239 – 273; 2, с. 45 – 57; 3, с. 135 – 271]

Тема 5. Операционные усилители

Схемотехника операционных усилителей (ОУ). Основные параметры. Разновидности. Основные схемы включения.

Литература по теме: [1, с. 389 – 423; 2, с. 5 – 20; 3, с. 272 – 301; 4, с. 5 – 27; 5, с. 67 – 92; 6, с. 328 – 360]

Тема 6. Линейные преобразователи сигналов на базе ОУ

Сумматоры. Интегрирующие и дифференцирующие устройства. ПИД-регуляторы. Активные фильтры: типы, аппроксимация, схемная реализация. Построение фильтров высокого порядка.

Литература по теме: [1, с. 424 – 475; 2, с. 20 – 45; 3, с. 301 – 315, 334 – 340; 4, с. 50 – 108; 5, с. 137 – 146, 169 – 219, 238 – 251]

Тема 7. Нелинейные преобразователи сигналов

Назначение и принципы построения нелинейных преобразователей. Логарифмические усилители, ограничители сигналов, прецизионные выпрямители, амплитудные детекторы, функциональные преобразователи.

Литература по теме: [1, с. 483 – 531; 2, с. 58 – 79; 4, с. 117 – 132]

Тема 8. Ключевые преобразователи сигналов

Электронные ключи, коммутаторы сигналов, компараторы, фазочувствительные выпрямители.

Литература по теме: [1, с. 532 – 579; 2, с. 80 – 103; 3, с. 349 – 413; 4, с. 221 – 226; 5, с. 276 – 293; 6, с. 360 – 368, 447 – 455]

Тема 9 Логические схемы

Классификация и основные параметры цифровых интегральных микросхем. Виды логических элементов. Описание работы комбинационных схем с помощью таблиц истинности и логических функций. Синтез комбинационных схем. Типовые комбинационные схемы: дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры и демультиплексоры, сумматоры. Последовательностные схемы: триггеры, регистры, счетчики.

Литература по теме: [1, с. 583 – 631; 2, с. 104 – 147; 3, с. 504 – 669; 4, с. 199 – 220; 4, с. 133 – 183; 5, с. 318 – 368; 6, с. 22 – 141]

Тема 10. Генераторы сигналов

Принципы генерации сигналов. Импульсные генераторы. Генераторы синусоидальных сигналов. Кварцевые генераторы. Функциональные генераторы.

Литература по теме: [1, с. 639 – 665; 2, с. 148 – 181; 3, с. 421 – 438, 673 – 692; 4, с. 108 – 116, 226 – 230; 5, с. 293 – 317]

Тема 11. Преобразователи вида сигнала для целей измерения и передачи информации

Преобразователи сопротивления. Преобразователи частоты в напряжение и напряжения в частоту.

Литература по теме: [2, с. 182 – 190; 4, с. 74 – 89]

Тема 12. Источники вторичного электропитания

Параметры и типовые структуры источников вторичного электропитания. Выпрямители. Сглаживающие и помехоподавляющие фильтры. Непрерывные и импульсные стабилизаторы напряжения. Преобразователи напряжения.

Литература по теме: [1, с. 715 – 780; 2, с. 191 – 225; 3, с. 460 – 503; 4, с. 61 – 85; 6, с. 252 – 275; 6, с. 455 – 462]

Литература для изучения дисциплины

1. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника и микропроцессорная техника: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2008. – 768 с.

2. Геллер Б.Л. Судовая электроника: Учебное пособие. – Калининград: ФГОУ ВПО «КГТУ», 2011. – 228 с.

3. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника (полный курс): Учебник для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 768 с.

4. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 304 с.

5. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. – М.: Мир, 1982. – 512 с.

6. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. С.В. Якубовского. – М.: Радио и связь, 1989. – 496 с.

7. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника: учебник. 4-е изд. – М.: Гелиос АРВ, 2011. – 336 с.

8. Усатенко С.Г. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 325 с.

9. Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 288 с.

10. Судовая электроника: Учебно-методическое пособие по курсовой работе для студентов специальности «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики». – Калининград: ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2015. – 32 с.