Типова навчальна програма з предмета "Основи радіоелектроніки"
Тема 1. Основні поняття про сигнали. Характеристики сигналів
Класифікація сигналів. Часове представлення сигналів, їх характеристики. Гармонічні струми та напруги, їх основні характеристики і параметри: амплітуда, частота та фаза. Поняття спектру частот сигналу.
Тема 2. Коливальні кола
Коливальний контур. Фізичні процеси в коливальному контурі. Параметри коливального контура. Частотна характеристика (резонансна крива) коливального контура, смуга пропускання. Настроювання контурів.
Послідовний та паралельний коливальні контури. Застосування коливальних контурів в радіотехнічних пристроях.
Зв'язані коливальні контури, їх види, основні характеристики. Застосування зв’язаних коливальних контурів.
Електричні фільтри на основі коливальних контурів, їх види, будова (схеми), частотні характеристики і застосування.
Лабораторно-практична робота
1. Дослідження коливальних контурів.
Тема 3. Поширення радіохвиль. Антенно-фідерні пристрої
Поняття про електромагнітні хвилі (радіохвилі). Типи хвиль, їх параметри. Поляризація хвиль, види поляризації. Залежність поширення радіохвиль від частотного діапазону і від умов: стану середовища (атмосфери, іоносфери, землі), часу доби та ліній передавання.
Види і параметри фідерних ліній. Падаюча та відбита хвилі. Режими роботи ліній.
Випромінювання радіохвиль. Принцип роботи антени. Застосування антен. Основні характеристики і параметри антен. Амплітудна, фазова та поляризаційна характеристика антен. Основні параметри: спрямованість, коефіцієнт підсилення, діюча висота, вхідний опір, діапазонність.
Елементарні випромінювачі, їх властивості. Типи антен: провідні, апертурні – за діапазоном хвиль, режимом збудження. Способи узгодження антен з лініями передавання.
Лабораторно-практична робота
1. Визначення параметрів антени.
Тема 4. Електровакуумні та напівпровідникові прилади
Явище електронної емісії. Види електронної емісії та їх застосування в електронних приладах. Поняття про електронний шум і його негативний вплив на роботу електронних пристроїв.
Електронно-вакуумні прилади: діод, тріод, тетрод, пентод – будова, принцип дії, параметри і застосування. Умовне графічне позначення електронно-вакуумних приладів на принципових схемах. Найпростіші варіанти принципових схем з електронно-вакуумними приладами та їх робота. Електронно-променеві трубки.
Характеристика основних видів індикаторних приладів: їх будова, принцип дії, позначення на схемах, застосування. Види дисплеїв та їх характеристика.
Коротка характеристика фізичних процесів у напівпровідникових приладах. Види провідності у напівпровіднику. Електронно-дірковий p–n-перехід, його утворення, властивості і застосування. Напівпровідниковий діод і стабілітрон – принцип дії, параметри, схеми включення та робота. Види напівпровідникових діодів, їх характеристики і застосування. Умовні графічні позначення діодів.
Біполярні транзистори: будова, принцип роботи, параметри і застосування. Умовні графічні позначення біполярних транзисторів та схеми їх включення. Робота, характеристики і застосування схем включення транзисторів: зі спільною базою, спільним емітером та спільним колектором, висновки. Статичні та динамічні вольт-амперні характеристики транзистора. Складений транзистор.
Польові транзистори: типи, будова, принцип роботи, характеристики і застосування. Умовні графічні позначення польових транзисторів та схеми їх включення. Принцип роботи схем на польових транзисторах.
Тиристори: типи тиристорів, їх будова, принцип роботи, характеристики і застосування. Умовні графічні позначення тиристорів.
Окремі види напівпровідникових приладів: одноперехідний транзистор (двобазовий діод), напівпровідникові прилади без p-n-переходу – будова, принцип роботи, характеристики і застосування.
Інтегральні мікросхеми – загальна характеристика, види, принцип побудови і застосування. Переваги інтегральних мікросхем над іншими видами електронних приладів.
Оптоелектронні прилади.
Лабораторно-практичні роботи
1. Дослідження напівпровідникового діода.
2. Дослідження тиристора.
3. Дослідження транзистора.
Тема 5. Джерела живлення
Первинні хімічні джерела струму.
Гальванічні елементи і батареї гальванічних елементів. Електрорушійна сила, внутрішній опір, ємність гальванічних елементів. Явище саморозряду. Марганцево-цинкові і ртутно-цинкові гальванічні елементи і батареї. Маркування гальванічних елементів і батарей.
Вторинні хімічні джерела струму (акумулятори).
Основні показники і характеристики акумуляторів. Кислотні акумулятори. Лужні акумулятори. Нікель-кадмієві лужні акумулятори. Срібно-цинкові акумулятори. Маркування акумуляторів і акумуляторних батарей. Режими заряду і розряду акумуляторів.
Джерела вторинного електроживлення радіоапаратури.
Призначення джерел вторинного електроживлення, їх класифікація по виду вхідної електроенергії, по вихідній потужності і вихідному значенню напруги, по рівню пульсацій, по методу стабілізації напруги. Електричні, експлуатаційні і конструктивно-технологічні вимоги до джерел вторинного електроживлення.
Трансформатори змінного струму.
Випрямлячі змінної напруги. Однопівперіодна схема випрямлення змінної напруги та її параметри. Однотактна і двотактна схеми двопівперіодних випрямлячів та їх параметри. Схеми випрямлення з подвоєнням і помноженням напруги. Принципи дій схем випрямлення.
Згладжуючі фільтри, їх призначення. Параметри фільтрів: вхідна і вихідна напруга фільтра та їх складові, коефіцієнти пульсацій вхідної і вихідної напруг, коефіцієнт фільтрації. Допустимі значення коефіцієнтів пульсацій для різних видів навантажень.
Фільтри з пасивними (R,C,L) і фільтри з активними елементами. Дроселі. Ємнісний фільтр, Г-подібні та П-подібні RC- і LC- фільтри. Багатоланкові фільтри. Вибір елементів фільтрів. Послідовні та паралельні активні фільтри, їх будова, принцип дії та вибір елементів фільтрів.
Стабілізатори напруги і струму. Параметри стабілізаторів.
Параметричні стабілізатори напруги. Прості схеми параметричних стабілізаторів напруги та принципи їх дії.
Компенсаційні стабілізатори напруги, їх структурні та принципові схеми з паралельним та послідовним включенням регулюючого елементу. Робота стабілізаторів за структурними та принциповими схемами.
Параметричні та компенсаційні стабілізатори струму, їх особливості.
Безтрансформаторні джерела живлення.
Лабораторно-практичні роботи
1. Дослідження схем випрямлячів
2. Дослідження електронного стабілізатора напруги
Тема 6. Підсилювальні пристрої
Загальні відомості про підсилювачі та їх застосування в радіоелектронній апаратурі. Основні параметри і характеристики підсилювачів. Вхідні і вихідні параметри підсилювачів. Кількісний зв'язок між вхідною і вихідною величиною, коефіцієнти підсилення по напрузі, по струмові, по потужності.
Спотворення сигналу підсилювача. Лінійні спотворення – частотні і фазові. Частотна характеристика підсилювача. Коефіцієнт частотних спотворень. Фазові спотворення. Нелінійні спотворення в підсилювачах, коефіцієнт гармонік. Рівень фону в підсилювачах.
Амплітудна характеристика підсилювача, динамічний діапазон.
Схеми включення транзисторів із загальною базою, загальним емітером, загальним колектором. Основні параметри схем: вхідний і вихідний опори, коефіцієнт підсилення по струмові та по напрузі для різних схем включення.
Попередні підсилювачі на транзисторах.
Схеми попереднього підсилення. Робота підсилювача за принциповою схемою. Визначення коефіцієнта підсилення.
Підсилювачі потужності. Однотактні та двотактні схеми трансформаторного підсилювача. Графічне зображення режиму роботи вхідного кола двотактного підсилювача потужності в режимі В і АВ.
Безтрансформаторні двотактні каскади підсилення потужності.
Лабораторно-практичні роботи
1. Дослідження попередніх підсилювачів звукової частоти.
2. Дослідження кінцевих підсилювачів звукової частоти.
Тема 7. Електронні генератори
Принцип роботи схем електронних синусоїдальних генераторів LC- та RC-типів. Умови самозбудження автогенератора (баланс фаз та баланс амплітуд), способи забезпечення цих умов. Принцип роботи схеми LC-генератора з трансформаторним зворотним зв'язком. Особливості будови та роботи індуктивної та ємнісної триточкових схем. Схема RC-синусоїдального генератора: загальний принцип побудови схеми RC-генератора та схем його фазообертальних кіл (R-паралель та С-паралель). Стабільність частоти генератора синусоїдного сигналу. Способи стабілізації частоти генератора. Кварцова стабілізація частоти та принципу роботи схеми стабілізації на тунельному діоді.
Лабораторно-практична робота
1. Дослідження RC-генератора.
Тема 8. Пристрої запису та відтворення інформації
Принципи запису аналогових та цифрових сигналів. Носії інформації, їх конструктивне виконання, параметри. Принципи зчитування інформації.
Будова, параметри, принципи роботи пристроїв запису та відтворення аналогових та цифрових сигналів за функціональними схемами.
Тема 9. Радіопередавальні пристрої
Призначення і класифікація радіопередавачів. Структурна схема однодіапазонного радіопередавального пристрою. Особливості структурної схеми, функціональне призначення блоків і вузлів. Основні параметри радіопередавачів короткохвильового діапазону.
Тема 10. Радіоприймальні пристрої
Загальні відомості про радіоприймальні пристрої. Класифікація радіоприймачів по способу обробки сигналів, по призначенню, автомобільні радіоприймачі, стаціонарні та переносні радіоприймачі, радіоприймачі транзисторні та на основі інтегральних мікросхем, радіоприймачів у мікромодульному виконані.
Показники якості радіоприймача: робочі діапазони частот, чутливість, селективність. Спотворення сигналів в радіоприймачах, стабільність настройки, радіочастотний динамічний діапазон, автоматичне регулювання підсилення та автоматичне підстроювання частоти гетеродина.
Структурні схеми радіоприймачів прямого підсилення, супергетеродинного типу, прямого перетворення, радіоприймачі сигналів з частотною модуляцією, всехвильових радіоприймачів. Призначення функціональних вузлів: вхідні кола, підсилювач високої частоти, перетворювач частоти, підсилювач проміжної частоти, детектори, схеми автоматичних регулювань.
Лабораторно-практичні роботи
1. Дослідження амплітудного детектора.
2. Дослідження частотного детектора.
Тема 11. Основи телебачення
Структура телевізійних систем, їх класифікація. Структурна схема мовної системи чорно-білого та кольорового телебачення. Особливості систем мовного телебачення PAL, SECAM, NTSC.
Основні явища і принципи, які використовуються при передачі зображень в телебаченні. Основні терміни і поняття: відеосигнал, телевізійна передавальна і приймальна трубки, телецентр, телевізор, розгортання зображення, синхрогенератор. Передача зображення від об'єкта до екрана кінескопа. Особливості передачі кольорового зображення.
Стандарти розкладання зображення у вітчизняній телерадіомовній системі. Розгортання телевізійного зображення. Прямий та зворотний ходи кадрової (вертикальної) та рядкової (горизонтальної) розгорток. Вибір частот розгорток. Принцип утворення черезрядкової розгортки і результат її застосування у телерадіомовній системі.
Телевізійний сигнал. Утворення телевізійного відеосигналу, його форма і спектр. Спрощена схема телевізійної передавальної трубки. Телевізійні відеосигнали позитивної і негативної полярностей. Складові повного телевізійного відеосигналу, їх параметри. Передача повного телевізійного відеосигналу.
Будова і принцип роботи чорно-білої телевізійної приймальної електронно-променевої трубки (кінескопа). Умовне графічне позначення кінескопа і включення його у схему. Напруги та сигнали на електродах трубки.
Принцип роботи чорно-білого телевізора. Призначення всіх функціональних складових та їх взаємозв'язок.
Фізичні процеси та принципи передачі-прийому кольорового телевізійного зображення. Будова і принцип роботи кольорового кінескопа та утворення в ньому кольорового зображення. Характеристика різних типів кінескопів, їх порівняльна характеристика і параметри. Рідкокристалічні телевізори.
Характеристика сигналів кольорового телебачення (сигналу яскравості і різницевих сигналів колірності.
Принцип роботи кольорового телевізора за його функціональною схемою. Особливості схем і конструкцій різних типів сучасних телеприймачів та їх функціональних складових. Перспективи розвитку схемотехніки, конструкцій та елементної бази телевізорів.
Лабораторно-практичні роботи
1. Дослідження параметрів монохромного кінескопа.
2. Дослідження параметрів кольорового кінескопа.
Тема 12. Основи радіотехнічних систем
Класифікація радіотехнічних систем за призначенням, розташуванням, кількістю каналів та видом сигналу.
Радіолокаційні системи. Методи визначення місцезнаходження об’єктів на площині та в просторі. Вимірювання віддалі, швидкості та кутових координат.
Імпульсні радіолокаційні станції. Структурна схема та принцип дії радіолокаційної станції. Характеристики імпульсних радіолокаційних станцій. Передавачі радіолокаційних станцій, схеми передавачів, принцип дії. Приймачі радіолокаційних станцій. Структурна схема приймача радіолокаційної станції. Індикатори радіолокаційної станції. Схема електронно-променевого індикатору. Види антен використовуваних в радіолокації, їх характеристики.