GENB004B Електроника

Анотация:

Курсът дава на студентите понятия, факти и реалии за съвременните електронни с eлементи и прибори.

• Описват се специфичните мерни единици в електрониката, на устройствата и основните видове корпуси на полупроводникови прибори.

• Дават се основни сведения за интегралните схеми.

• Изучават се основните видове цифрови интегрални схеми, ползвани в компютрите.

• Описват се основните видове памети.

• Дават се първоначални сведения за конструкцията на електронни устройства и за начините на свързването им.

• Разглеждат се основните видове галванични батерии и акумулатори за захранване на преносими устройства.

• Дават се основни сведения за оптоелектониката.

• Разглеждат се принципите на действие и приложенията на основните видове дисплеи.

• Изучават се основните въпроси за оптичните дискове.

• Дават се основни сведения за светодиодното осветление.

• Изяснява се същността на интерфейсите.

• Разглежда се същността на интерфейсите USB.

• Провеждат се практически и семинарни занятия, използват се учебни филми и демонстрации за по-добро усвояване на лекционния материал и създаване на практически умения.

• Студентите разработват самостоятелна работа - анотация, резюме, реферат, курсова работа или презентация по избрана тема.

прочети още
Мултимедия и компютърна графика

Преподавател(и):

проф. Стефан Куцаров  д.н.
гл. ас. Тереза Стефанова  д-р

Описание на курса:

Компетенции:

Успешно завършилите курса студенти:

1) знаят:

• специфичните мерни единици, свързването на електронни устройства и корпусите на полупроводникови прибори;

• принципа на действие на основните електронни елементи;

• структурата, действието и основните параметри на галваничните елементи и батерии, и на акумулаторите за захранване на преносими апаратури;

• принципа на оптоелектрониката и използваните в нея елементи;

• действието и характерните приложения на течнокристалните дисплеи;

• действието и характерните приложения на светодиодните индикатори;

• действието и характерните приложения на органичните дисплеи;

• принципът на работа на оптичните дискове и техните разновидности;

• принципът на светодиодното осветление, неговите особености и използвани прибори за осъществяването му;

• същността на интерфейсите;

• действието на интерфейсите USB.

2) могат:

• да разбират свързването на електронните устройства и вида на ползваните в тях електронни елементи и прибори;

• да ползват правилно галванични батерии и акумулатори;

• да разбират действието на основните оптоелектронни елементи;

• да обясняват действието на дисплеите;

• да ползват успешно приборите за създаване и приемане на звук;

• да ползват успешно различните видове оптични дискове;

• да ползват различни прибори и устройства за светодиодно осветление;

• да се ориентират в работата с интерфейси;

• да имат практически умения за писане на анотации, резюмета, реферати и курсови работи;

• да правят презентации на самостоятелно подготвен текст по зададена тема.
Предварителни изисквания:
• Познания по физика от гимназиалните курсове.

Форми на провеждане:
Редовен

Учебни форми:
Лекция

Език, на който се води курса:
Български

Теми, които се разглеждат в курса:

ПЪРВИ СЕМЕСТЪР

Характерни електрически величини

1) Основни понятия: бит, байт, бит в секунда, байт в секунда, период, честота, амплитуда, еднополярни положителни импулси, двуполярни импулси, преден фронт, заден фронт, стръмен фронт, цифрови схеми, логически нива, високо логическо ниво, логическа 1, ниско логическо ниво, логическа 0, шумоустойчивост, децибел.

2) Основни факти: производни на мерните единици, обем на цифрови данни, скорост на обмен на цифрови данни, правоъгълни импулси, логически нива, същност на децибелите.

Електронни прибори

1) Основни понятия: пасивен елемент, активен прибор, полупроводников прибор, резистор, кондензатор, полупроводник, диод, светодиод, фотодиод, слънчев панел, фотоволтаик, биполярен транзистор, MOS транзистор, радиатор.

2) Основни факти: същност на резисторите, същност на кондензаторите, полупроводници, същност на диодите, видове диоди, биполярни транзистори, MOS транзистори, максимална разсейвана мощност, охлаждане.

Интегрални схеми

1) Основни понятия: интегрална схема, закон на Мур, система върху чип, надеждност, силициеви ИС, галиево-арсенидни ИС, силициево-германиеви ИС, ИС от силициев карбид, ИС от галиев нитрид, CMOS ИС, BiCMOS ИС, дължина на канала, разредност, младши разред, старши разред, таблица на истинност, логически елемент НЕ, логически елемент ИЛИ-НЕ, логически елемент И-НЕ.

2) Основни факти: мястото на интегралните схеми, същност на ИС, предимства на ИС, видове ИС според полупроводниковата подложка, видове ИС според ползваните транзистори, цифрови ИС, логически елементи.

Основни цифрови схеми

1)Основни понятия: N-входов мултиплексор, адресна шина, разрешаващ вход, декодер, дешифратор 1 от m, клетка, n-разреден регистър, запис, четене, нулиране на регистър, входна шина, изходна шина, управляваща шина, регистър с паралелен вход и паралелен изход, регистър с последователен вход и последователен изход, тактов вход, тактов импулс, преместващ регистър, линия, броячен вход, съдържание на брояч, n-разреден брояч, модул на брояч, двоичен брояч, десетичен брояч, брояч с произволен модул, сумиращ брояч, изваждащ брояч, реверсивен брояч, коефициент на делене, кварцов генератор.

2) Основни факти: мултиплексори, демултиплексори, дешифратори, същност на регистрите, видове регистри, същност на броячите, видове броячи, делители на честота, генератори на правоъгълни импулси.

Увод в паметите

1)Основни понятия: клетка, дума, дължина на думата, обем на памет, капацитет на памет, матрица на клетките, запис на данни, съдържание на паметтта, четене на данни, изтриване на данни, организация на памет, шина за данни, адрес, време за запис, време за четене, време за достъп, бързодействие, постоянна памет, постоянна памет с еднократен запис, памет само за четене, адресна шина, управляваща шина, програмируема постояна памет с електрическо изтриване, време на съхранение на записа, брой на циклите запис-изтриване.

2)Основни факти: определение и необходимост, основни понятия, основни постоянни памети.

Видове памети

1) Основни понятия: двупроводна серийна EEPROM, памет с произволен достъп, двупосочна шина, памет кеш, опресняване на паметта, контролер на паметта, едноредов модул, двуредов модул.

2) Основни факти: бързи постоянни памети, общи сведения за оперативните памети, статични оперативни памети, динамични оперативни памети, корпуси на памети, разширяване на паметта, модули на памети, твърдотелни дискове, типични приложения на паметите.

Конструкции на електронни устройства

1) Основни понятия: пластмасова кутия, метална кутия, 19-инчов стандарт, кутия от фибростъкло, стъклотекстолит, керамична печатна платка, пътечка, едностранна платка, островче, двустранна платка, мостче, многослойна платка, едностранна гъвкава платка, двустранна гъвкава платка, многослойна гъвкава платка, твърда гъвкава платка, коаксиален цифров куплунг, куплунг за телефони, куплунг за Интернет, куплунг DVI.

2) Основни факти: общи сведения, кутии, печатни платки, гъвкави платки, куплунги.

Свързване на електронни устройства

1) Основни понятия: проводникови връзки, безжични връзки, оптични връзки, честотни обхвати, еднопосочни връзки, двупосочни връзки, симетричен кабел, коаксиален кабел, ширмовка, усукана двойка проводници, многожилни кабели, плосък кабел, електромагнитна вълна, земна вълна, отразена вълна, ретранслатор, лицензирани обхвати, нелицензирани обхвати, инфрачервени лъчи, оптично влакно, оптрон.

2) Основни факти: общи сведения, еднопосочни и двупосочни връзки, проводникови връзки, безжични връзки, оптични връзки.

Галванични елементи и батерии

1) Основни понятия: галваничен елемент, галванична батерия, клетка, първичен източник, номинално напрежение, начален заряд, капацитет, работен температурен обхват, време на саморазряд, експлоатационен срок, литиево-хлоридни галванични елементи, литиево-поликарбонатни галванични елементи, литиево-железни галванични елементи.

2) Основни факти: необходимост и особености, принцип на действие, основни параметри, въглеродно-цинкови галванични елементи, алкални елементи, литиеви елементи, основни конструкции на галваничните елементи, характерни приложения на галваничните батерии.

Електронни елементи и прибори - практическо занятие

Видове измервателни уреди - практическо занятие

Светодиоди - практическо занятие

Цифрови интегрални схеми - практическо занятие

Галванични батерии - практическо занятие

ВТОРИ СЕМЕСТЪР

Видове акумулатори за електронни апаратури

1) Основни понятия: зареждане на акумулатор, разреждане на акумулатор, вторичен източник, максимално напрежение, брой на циклите заряд-разряд, максимален ток на разреждане, максималeн ток на зареждане, никел-хидриден акумулатор, литиево-кобалтов акумулатор, литиево-манганов акумулатор, литиево-магнезиев-титанов акумулатор, литиево-магнезиев акумулатор, литиево-серен акумулатор.

2) Основни факти: никел-метал-хидридни акумулатори, литиево-йонни акумулатори, литиево-полимерни акумулатори, литиево-желязно-фосфатни акумулатори, други литиеви акумулатори, “интелигентни” акумулатори (smart accumulators).

Оптоелектроника

1) Основни понятия: инфрачервени лъчи, оптично влакно, дистанционно управление, оптично влакно, оптична мрежа, оптични комуникации, фотодиод, фоторезистор, оптично влакно, приемопредавател, оптичен кабел с едно влакно, оптичен кабел с две влакна, телекомуникационен прозорец, едномодово разпространение, многомодово разпространение.

2) Основни факти: същност, дистанционно управление, оптоелектронни излъчватели, оптоелектронни приемници, оптични мрежи, оптични влакна и кабели, оптрони.

Течнокристални дисплеи

1) Основни понятия: пиксел, разрешаваща способност, отношение дължина-височина, диагонал на дисплеи, яркост, динамичен контраст, ъгъл на виждане, пропускащ LCD, отражателен LCD, пропускащо-отражателен LCD, цветен LCD, TFT LCD, резистивен дисплей с докосване, капацитивен дисплей с докосване, стереодисплеи за гледане с очила, стереодисплеи за гледане без очила.

2) Основни факти: общи сведения, същност, пасивни течнокристални дисплеи, активни течнокристални дисплеи, дисплеи с докосване, стереодисплеи.

Светодиодни индикатори и дисплеи

1) Основни понятия: 7-сегментен индикатор, индикатор за цифри, буквено-цифров индикатор, m?n матричен индикатор, линеен индикатор, кръгов индикатор, разредност на индикатор, едноцветен дисплей, двуцветен дисплей, цветен дисплей, светодиоден екран, органичен светодиод, прозрачен дисплей, цветен OLED пиксел, гъвкав OLED.

2) Основни факти: същност на индикаторите, светодиодни индикатори, LED дисплей, органичен дисплей, светоизлъчващ полимер.

Увод в оптичните дискове

1) Основни понятия: аналогов сигнал, собствен шум, външен шум, четяща глава, минидиск, бизнес карта.

2) Основни факти: необходимост, принцип на работа.

Видове оптични дискове

1) Основни понятия: дискретизация, диск с готов запис, диск за еднократен запис, диск с многократен запис, технология с промяна на фазата, едностранен еднослоен диск, двустранен еднослоен диск, едностранен двуслоен диск, двустранен двуслоен диск, диск със син лъч, диск с двоен формат, диск с комбиниран формат, разширена постоянна памет на компакт-диск.

2) Основни факти: компакт-дискове за звук, .компакт-дискове за изображения, компакт-дискове за компютри.

Светодиодно осветление

1) Основни понятия: луминесцентна лампа, компактна луминесцентна лампа, енергоспестяваща лампа, диаграма на цветовете, чист цвят, монохроматична светлина, цветна температура, топъл бял цвят, неутрален бял цвят, студен бял цвят, цветен мощен светодиод, димиране, обхват на димиране, цифрово регулиране, безжично регулиране, OLED панел.

2) Основни факти: съвременното осветление, мощни светодиоди, регулиране на светлината, светодиодни лампи, лампи с органични светодиоди.

Същност на интерфейсите

1) Основни понятия: протокол, жичен интерфейс, безжичен интерфейс, оптичен интерфейс, бод, транслация на нива, стартов импулс, стоп импулс, връзка точка до точка, дуплексна връзка, полудуплексна връзка, шина, многоточкова топология.

2) Основни факти: същност, мерни единици за скорост на обмен на данни, интерфейс RS232, интерфейс I2C, примери за приложения.

Интерфейсът USB 2.0

1) Основни понятия: съвместимост, хъб, периферно устройство, процес на идентификация, етап на адресиране, режим на конфигуриране, пакет за данни, куплунг тип А, куплунг тип В, миникуплунг, микрокуплунг, активен кабел, разширител, непосредствени връзки, адаптор, мощен USB 2.0, памети (флашки).

2) Основни факти: необходимост от USB, първите разновидности на USB, същност на USB 2.0, структура, обмен на данните, куплунги и кабели, постояннотоково захранване чрез интерфейса, примери за приложения.

Интерфейсите USB 3.0 и USB 3.1

1) Основни понятия: plug-and-play, дуплексна връзка, суперскорост, стандартни куплунги, микрокуплунги, удължителни кабели.

2) Основни факти: необходимост от интерфейсите, структура, особености на обмена на данни, практическа мрежа с USB 2.0 и USB 3.0, хъб за USN 3.0, куплунги за USB 3.0, кабели за USB 3.0, мрежа с USB 3.0, оптична мрежа с USB 3.0, безжичен USB 3.0, особености на USB 3.1, примери за приложение.

Светодиодни индикатори - практическо занятие

Виртуални инструменти на компютърно базирана учебна платформа ELVIS II+ - практическо занятие

Обсъждане на представените анотации, резюмета и реферати

Презентации и обсъждане на курсовите работи

Литература по темите:

• Куцаров, С. Основи на електронните схеми. Том 1: Увод в електрониката, Изд. на НБУ, София, 2009

• http://moodle.nbu.bg курс GENB004В Електроника (лекции и практически занятия).

Средства за оценяване:

ЕКУЩО ОЦЕНЯВАНЕ:

1) ТЕСТОВЕ - 65%

2) ПИСМЕНИ ЗАДАЧИ (анотация, реферат, курсова работа, курсова работа с презентация) - 35%

ФИНАЛЕН ИЗПИТ:

1) ПИСМЕН ИЗПИТ - ТЕСТ - 65%

2) ПРЕДВАРИТЕЛНО ПОДГОТВЕНА ПИСМЕНА РАБОТА - 35%.

УСЛОВИЯ, ПРИ КОИТО СТУДЕНТ МОЖЕ ДА СЕ ОСВОБОДИ ОТ ФИНАЛЕН ИЗПИТ ИЛИ ОТ ЧАСТ ОТ ФИНАЛНИЯ ИЗПИТ:

Текущо оценяване – при текуща оценка от даден семестър 3.00 или повече студентът има право да не полага изпит върху материала от този семестър, но може да го направи, ако желае повишаване на успеха си.