методичкаОСЕтаМП_1. Програма, контрольні завдання, методичні рекомендації і вказівки щодо вивчення дисципліни та виконання контрольної роботи
 Скачать 1.02 Mb.
|
|
Одеське морехідне училище рибної промисловості ім. О. Соляника Основи суднової електроніки та мікропроцесорної техніки Навчальна програма, контрольні завдання, методичні рекомендації і вказівки щодо вивчення дисципліни та виконання контрольної роботи студентами заочних відділень морехідних училищ першою рівня акредитації «і спеціальністю 5.07010407 «Експлуатація електрообладнання та автоматики суден» ОМУ НІ Одеса Розробив викладач Гілка А.І.  Зміст. 1. Пояснювальна записка. 4 2.Навчальна програма. 5 3. Література. 8 4.3агальні положення та методичні рекомендації. 9 5.Контрольна робота № 1: завдання № 1 10 завдання № 2' ; \12 завдання № 3 14 завдання № 4 16 -завдання №5 16 6.Запитання для самоконтролю знань 18 7.Тестовий контроль знань. 21 8.Додаток А 23 9.Додаток Б • 24 10.Додаток В 26 11 .Додаток Г 27 12.Додаток Д 28 З Пояснювальна записка. Програма складена згідно ОКХ і ОПП підготовки молодших спеціалістів та навчальному плану заочної форми навчання за вказаною спеціальністю. Основним завданням методичних рекомендацій та вказівок - є надання допомоги студентам - заочникам в організації та проведенні самостійної роботи (самостійного вивчення) з оволодіння навчальним матеріалом дисципліни. Вивчення дисципліни базується на знаннях основних явищ і законів «Фізики» та «Теоретичних основ електротехніки». «Основи суднової електроніки та мікропроцесорної техніки» входить до складу дисциплін циклу професійної та практичної підготовки. Вона є основопологаючою при вивченні дисциплін циклу професійно - практичної підготовки, і перш за все таких як «Суднова електроавтоматика», «Суднові електроенергетичні системи» та інші. При вивченні дисципліни ставиться мета - здобуття твердих і глибоких знань основ електронної теорії, загальної будови і принципу дії електронних приладів та їх практичного застосування, а також придбання знань з основних положень мікроелектроніки та її елементів - інтегральних мікросхем (ІМС). Для вивчення дисципліни ОСЕМТ відводиться 108 годин навчального часу. З яких 86 год. - самостійної роботи (самостійного вивчення) і 22 год. аудиторних занять під час сесій. Дисципліна вивчається на 2-му курсі. Навчальним планом передбачені контрольні заходи: самостійне виконання контрольної роботи (КР) та складання іспиту. При виконанні контрольної роботи будьте уважні: прочитайте завдання, уясніть його вимоги, виберіть свій варіант (число - дві останні цифри шифру), зробіть чорнові розрахунки, переконайтесь у тому, що Ви виконали завдання вірно і згідно умові і тільки тоді перепишіть його у зошит, який передається в училище. При необхідності, під час самостійного вивчення дисципліни, звертайтесь до викладачів училища, які завжди ладні Вам допомогти. І.Навчальна програма Розділ. 1. Основи електроніки. *• Тема 1.1. Основи електронної теорії. Місце дисципліни в навчальному процесі. Структура електроніки. Суднова електроніка, як промислова електроніка. Основні положення з енергетичної структури твердого тіла. Робота виходу електронів з твердого тіла та електронні емісія. Рух електронів в електронних та магнітних полях. Електричний струм в газі. Тема 1.2.Електронні прилади. Класифікація електронних приладів і визначення та принцип дії. Електровакуумні прилади - діоди та тріоди: загальна будова та область застосування. Електронно-променеві труби (ЕПТ) з електростатичним та магнітним управлінням. Запам'ятаючі ЕПТ та знакодрукуючі ЕПТ (характрони). Газорозрядні прилади: загальна будова та область застосування. Газорозрядні прилади самостійного розряду. Літерно-цифрові індикатори. Фізичні основи напівпровідників. Власні та домішкові напівпровідники. Електронно-дірковий р- п) - перехід та його властивості. Температурні та частотні властивості р-п -переходу. Ємність р- п -переходу. Напівпровідникові резистори та діоди: загальна будова, принцип дії та область застосування. Випрямні діоди та стабілітрони. Варикапи, варистори, тунельні діоди: визначення, схеми їх вмикання та область застосування. Маркування напівпровідникових приладів. Визначення основних параметрів напівпровідникових діодів (стабілітронів) за допомогою довідника. Розгляд електричних принципових схем суднового електрообладнання з використанням напівпровідникових діодів (стабілітронів). Дослідження роботи напівпровідникового діоду (випрямного) на активне навантаження (RН — const)при його вмикання в прямому та зворотному напрямку. Зняття ВАХ. Тема І.З.Напівпровдіникові прилади з декількома р-п-переходами. Транзистори: визначення та типи. Біполярні транзистори: загальна будова та типи дії. Схеми вимикання та характеристики біполярних транзисторів. Параметри біполярних транзисторів та їх визначення за допомогою ВАХ. Робота з довідником. Експлуатаційні параметри біполярних транзисторів. Параметри біполярних транзисторів та їх визначення за допомогою ВАХ. Робота з довідником. Дослідження роботи біполярного транзистора у статичному режимі. Методика зняття статичних ВАХ. Польові транзистори: визначення, типи. Польові транзистори з керованим р-п - переходом: загальна будова, принцип дії. Основні параметри таких транзисторів та їх схеми вмикання. Польові транзистори з ізольованим затвором: загальна будова, принцип дії, УГП та основні параметри МДН-транзисторів. Силові напівпровідникові прилади: IGBT - прилад; SІТ - транзистор; одноперехідні транзистори. Тиристори: визначення, загальна будова, принцип дії та область застосування. Дослідження роботи керованого тиристора, який увімкнутий до джерела постійного струму. Розгляд електричних принципових схем суднового електрообладнання з використанням напівпровідникових приладів. Розділ 2,Основи мікроелектроніки. Тема 2.1. Основні відомості з мікроелектроніки. Основні поняття з мікроелектроніки. Напрями розвитку мікроелекгроніки. інтегральні мікросхеми: визначення та типи. Міркування ІМС. Без корпусні напівпровідникові прилади та припади з зарядовим зв'язком в ІМС. Тема 2.2.Інтегральні мікросхеми (ІМС). Гібридні ІМС та їх конструктивні елементи (активні і пасивні). Область застосування. Технологія виробу гібридних ІМС. Напівпровідникові ІМС: визначення та компоненти таких ІМС. Великі інтегральні схеми (ВІС). Область застосування. Особливість конструювання напівпровідникових ІМС. Визначення функціонального призначення ІМС та їх основних параметрів за їх маркуванням за довідником. Тема 2.3.Функціокальна мікроелектроніка. Загальні положення. Оптоелектроніка (фоторезистори, фотодіоди, фототранзистори, фотоелементи, фототиристори, світлодіоди, оптрони). Акустоелектроніка, магнетоелектроніка, кріоелектроніка, хемотроніка, діелектрична електроніка, біоелектроніка: визначення та область застосування. Розгляд електричних принципових схем суднового електрообладнання з застосуванням оптоелектронних приладів. Розділ 3. Основи мікропроцесорної техніки. Тема 3.1. Основи логічних (цифрових) пристроїв. Загальні положення з логічних операцій. Основні логічні операції та схемна їх реалізація. Загальні положення з цифрової обчислювальної техніки. Основи алгебри-логіки. Тригери на логічних елементах, як основа цифрових пристроїв: RS— тригер: D - тригер; Т- тригер; JK - тригер. Методика будови тривхідного комбінаційного логічного пристрою. Розгляд електричних принципових схем суднового електрообладнання з використанням логічних елементів. Тема 3.2. Загальні принципи будови процесора (мікропроцесора). Основні цифрові пристрої електронно-обчислювальних машин (ЕОН): шифратори, дешифратори, регістри, лічильники, суматори. Мультиплекс ори та цифро-аналогові (ЦАП) і аналого-цифрові (АЦП) перетворювачі. Загальні питання будови процесора. Структура мікропроцесора. Розгляд електричних принципових схем суднового електрообладнання з ' використанням цифрових функціональних пристроїв. Тема 3.3. Мікропроцесорні системи. Структура мікропроцесорної системи. Мікропроцесор КР 580 ВМ 80 А та його склад. Будова мікропроцесорів з використанням різних, мікропроцесорних комплектів. Загальні положення з програмування мікропроцесорів. Програмування мовою асемблера. Розбір структурної схеми мікроконтролера КМ 1816 ВЕ 48.  Література І.С.В.Квітка та інш. Електроніка та мікросхемо техніка. Київ «Аграрна освіта» 2010. 2.О.Г.Козидуб. Основи електроніки і мікропроцесорної техніки. Навчально -методичний посібник. НМЦ Мінагрополітики України. Київ 2006, с. 176. З.П.Г. Стахів та інші. Основи електроніки: функціональні елементи та їх застосування. Підручник. Львів «Новий світ - 2000» 2003, с.206. 4.Ю.П.Колонтаєвський, А.Г.Сосков. Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум. Навчальний посібник. Київ «Каравела» 2003 с.362. 5.Б.С.Гершунский, Основы электроники и микроэлектроники. Учебник. Киев «Вища школа» 1989, с.424. б.И.П.Жеребцов. Основи электроники. Учебник. Ленинград «Энергоатомиздат» 1989, с.352. 7.Г.Н.Горбачев, Е.Е.Чаплыгин. Промышленная электроника. Учебник. Москва «Энергоатомиздат» 1989, с.320. 8.Ю.И.Акулов и др. Судовая электроника и электроавтоматика. Учебник. Москва «Транспорт» 1988, с.272. 9.Р.М.Терещук. Полупроводниковне приемно - усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. Киев «Наукова думка» 1989, с.800. 10.В.И.Хиленко. Основи радиоэлектроники. Учебник. Ленинград «Судостроение» 1977, с. 192. 11.Міжнародна конвенція з підготовки і дипломування та несення вахти персоналу риболовних суден 1995р. (ПДНВ-Р/95). 2.3агальні положення, методичні рекомендації та вказівки. 2.1 Перевіркою практичного засвоєння навчального матеріалу з дисципліни «Електроніка» є виконання двох контрольних робіт: першої - на 2-му курсі, другої -на 3-му курсі. 2.2. Номер варіанту завдання вибирається за двома останніми цифрами Вашого шифру (двозначне число) - одиниці і десятки згідно таблиць. Наприклад, шифр 09065 — дві останні цифри - число 65, де одиниці - 5, а десятки - 6. Тоді, з таблиці 1 (завдання № 1) вибираємо під цифрою 6 — U (В) = 125; R.пр (Ом) = 50; а під цифрою 5 —» С (пФ) = 30, f(МГц) = 10. Розшифрувати маркування діоду АИ301Б. 2.3.Перед тим, як виконати рішення задачі чи дати письмову відповідь на теоретичне питання треба зрозуміти їх суть, зміст заданих величин, згадати фізичні процеси, закони, формули та співвідношення, які відносяться до даної задачі або питання. 2.4.Всі аналітичні рішення необхідно виконувати за загальновідомим правилом: спочатку треба записати початкові літерні формули, зробити, якщо це необхідно, відповідні перетворення, одержати кінцеві формули і тільки після цього підставити цифрові значення та зробити розрахунок. Хід всіх перетворень повинен бути чітко показаний у рішенні задачі. Рішення повинні супроводжуватися поясненнями. Розрахунки достатньо роботи до 2-го знаку. 2.5.Відповідь на теоретичне питання слід роботи достатньо повною, ясною та чіткою. 2.6.Котрольну роботу, що «не зарахована» необхідно доповнити відповідями на зауваження викладача. Після чого повторно повернути на рецензію.  Контрольна робота № 1. Завдання № 1. В схемі простішого (однофазного, однонапівперіодного) випрямляча в ролі вентиля використовують площинний діод. До випрямляча подається змінна напруга з діючим значенням 0. Зворотній опір діода в 103 раз більше прямого опору (Rзв = Rпр 103), а опір навантаження в 10 раз менше зворотного опору діода (Rн = Rзв/10). Випрямляч працює на низьких (НЧ) - звукових частотах, але може працювати і на високих частотах (ВЧ). Дані до Вашого варіанту наведені в таблиці 1. Необхідно: -накреслити схему випрямляча (мал.1, додаток А); -обгрунтувати розрахунки максимального значення як прямого (Іцр mах), так і зворотного струму (Ізв maх), діода при його роботі на низьких та на високих частотах; -визначити та обгрунтувати розсіювання діода при його роботі на низьких частотах, а також кількість тепла, яке виділиться на діоді при його роботі протягом 3-х годин; -зробити висновок про працездатність випрямляча на ВЧ. Розшифруйте маркування діода (таблиця 1) та запишіть його основні робочі параметри. 1.1 .Перед виконанням завдання № 1 прочитайте, вивчіть та законспектуйте: Л-1, с.20-23; Л-2, с.10-15; Л-3, с.24-27; Л-4, с.89-93. І.ІЛри виконанні завдання користуйтесь методичними рекомендаціями та вказівками: -випрямляючий діод увімкнутий з опором навантаження послідовно до джерела змінної напруги. На низьких частотах вилив ємності діода (його р-п переходу) практично не відчувається; -на низьких (звукових) частотах Iпр mах = U пр mах /(R пр + Rн). Разом з тим R пр << Rн тому можна врахувати, що Iпр mах ≈ U пр mах /Rн, а Ізв mах = Uзв mах/(Rн + Rзв), але Rн << Rзв, тоді можна прийняти, що Ізв mах ≈ Uзв mах /Rзв: -на високих частотах становиться помітним вплив ємності діода на його роботу, і перш за все, на роботу в зворотному напрямку. На струм прямого напрямку ємність не впливає, т.я. Rпр << Хс (Хс = 1/ωс). Тому на цих частотах Iпр mах дорівнює максимальному значенню прямого струму при низьких частотах. При роботі діода на ВЧ в зворотньому режимі вступає в дію шунтуючий опір ємності, тому, Ізв mах = Uзв mах/ Zзв д  е Zзв=√ Rн2+Xс2 ;-потужність розсіювання на діоді при його роботі на низьких частотах визначається величинами напруги та струму прямого напрямку (величиною Ізв — знехтуємо): Р = Iпр Uпр (Вт), а кількість тепла, яке виділяється на діоді при його роботі протягом 3-х годин визначається законом Джоуля-Ленца: Q = І2пр Rпр • t (Дж); -при розшифруванні маркування діодів та визначення їх робочих параметрів скористуйтесь Л-9, с. 136-138; 154-160; 164-165. 10 |