Основы схемотехники аналоговых и аналого-цифровых устройств

Данный курс, главным образом, предназначен для студентов, обучающихся по программам подготовки специалистов в области современной полупроводниковой электроники и для тех, кому, так или иначе, в процессе своей работы придётся иметь дело с аналоговыми и цифро-аналоговыми устройствами.

Цель данного курса состоит в том, чтобы помочь студенту освоить основные принципы и варианты схемотехнического построения различного рода аналоговых и цифро-аналоговых электронных устройств.

В первом модуле студенту предлагается ознакомиться с таким важным изделием электронной техники как операционный усилитель. В рамках модуля будет представлен анализ базовых схем включения операционного усилителя, рассмотрены схемотехническое устройство и основные параметры данного типа приборов.

Во втором модуле предполагается рассмотрение наиболее распространённых схемотехнических решений на базе операционных усилителей, активно использующихся в составе готовых электронных устройств. В данном разделе также рассматриваются принципы работы и основные параметры аналоговых компараторов.

Третий модуль курса посвящён рассмотрению работы линейных и импульсных стабилизаторов напряжения, а также источников опорного напряжения.

В рамках четвёртого модуля осуществляется знакомство студентов с принципами функционирования аналоговых коммутаторов, основными схемами включения и характеристиками данного типа устройств. Данный модуль также ориентирован на вопросы, связанные с рассмотрением принципов функционирования устройств выборки-хранения и цифро-аналоговых устройств.

В пятом модуле студент знакомиться с классификацией, основными параметрами и интерфейсами аналого-цифровых преобразователей. В рамках данного модуля также представлен обзор функционирования различных типов датчиков (таких как: акселерометры, датчики давления, температуры и т.д.).

Основная литература к курсу

1. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и цифровых электронных устройств. 3-е изд., Москва, Додэка‑XXI 2011, 528 с;

2. П. Хоровиц, У. Хилл Искусство схемотехники: Пер. с англ. - в двух томах М.: Мир, 2020, ISBN 978-5-9518-0351-1;

3. У.Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника: Пер. с англ. - в двух томах: ДМК пресс, 2008, ISBN 978-5-97060-173-0;

4. Алексенко А.Г., Шагурин И.И., Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1990. 496 с.

Дополнительная литература к курсу

1. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Изд. 2-е перераб.: Лаборатория базовых знаний, 2001 г. - 488с.

2. Богомолов С.А. Основы электроники и цифровой схемотехники: Издательский центр «Академия», 2014 г. – 208 с.

Модуль 1. Операционные усилители (оу). Схемы включения, устройство, параметры.

Урок 1. Операционные усилители (ОУ). Схемы включения ОУ.

Урок 2. Схемотехническое устройство ОУ. Точностные параметры ОУ.

Урок 3. Динамические параметры ОУ. Классификация ОУ.

Модуль 2. Устройства на ОУ. Инструментальный усилитель (ИУ). Аналоговый компаратор

Урок 1. Устройства на ОУ.

Урок 2. Инструментальный усилитель (ИУ). Измерительные схемы на ОУ.

Урок 3. Аналоговый компаратор.

Модуль 3. Стабилизаторы напряжения и источники опорного напряжения

Урок 1. Линейные стабилизаторы напряжения (ЛСН).

Урок 2. Источники опорного напряжения (ИОН).

Урок 3. Импульсные стабилизаторы напряжения (ИСН).

Модуль 4. Драйверы. Аналоговые коммутаторы. Цифро-аналоговые преобразователи

Урок 1. Драйверы. Аналоговые коммутаторы.

Урок 2. Устройство выборки-хранения (УВХ).

Урок 3. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП).

Модуль 5. Аналого-цифровые преобразователи, параметры и интерфейсы. Датчики

Урок 1. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Урок 2 Интерфейсы АЦП. Параметры АЦП.

Урок 3 Датчики.

Знание особенностей архитектуры, параметров и принципов функционирования операционных усилителей, возможностей  их применения в составе современных электронных устройств.

Знание назначения, свойств и параметров интегральных компараторов напряжения.

Знание особенностей архитектуры и принципов функционирования аналоговых коммутаторов, основных схем включения и характеристик данного типа устройств.

Знание принципов построения, особенностей схемных решений, классификации, а также основных параметров аналоговых и аналого-цифровых интегральных микросхем.

Умение разрабатывать и исследовать новые схемотехнические решения для аналоговых и аналого-цифровых устройств, используемых в микро- и наноэлектронных приборах и системах.

Умение использовать особенности готовых схемотехнических решений при проектировании  аналоговых и аналого-цифровых устройств  в составе радиоэлектронной аппаратуры.

Навыки проектирования электронных систем и систем автоматизированного управления с использованием принципов построения современных аналоговых и цифро-аналоговых интегральных микросхем.

Навыки практического использования современных аналоговых и цифро-аналоговых изделий электронной техники в составе радиоэлектронной аппаратуры.

Навыки проектирования измерительных систем на основе датчиков различных типов с учетом области применения и требований к их характеристикам.