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
Информационни технологии

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 средното образование

Форми на провеждане:
Редовен

Учебни форми:
Лекция

Език, на който се води курса:
Български

Теми, които се разглеждат в курса:

  1. 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 повърхнинен монтаж, капацитет, полиестерен кондензатор, електролитен кондензатор, суперкондензатор, n-полупроводник, р-полупроводник, отпушен диод, запушен диод, варикап, светодиод, инфрачервен светодиод, лазерен светодиод, ултравиолетов светодиод, мощен светодиод, фотоелемент, слънчев панел, фотоволтаик, n-p-n биполярен транзистор, емитер, база, колектор, транзисторен ключ, запушен транзистор, наситен транзистор, сорс, дрейн, канал, гейт, подложка.
  2. Електронни елементи и прибори 1) Основни понятия: пасивен елемент, активен прибор, полупроводников прибор, максимално допустима мощност, резистор за повърхнинен монтаж, полиестерен кондензатор, електролитен кондензатор, полупроводник с кристална структура, n- полупроводник, р-полупроводник, аморфен полупроводник, органичен полупроводник, стабилитрон, ценеров диод, варикап, инфрачервен LED, ултравиолетов LED, лазерен светодиод, мощен LED, фотоелемент, слънчев панел, фотоволтаик, сорс, дрейн, канал, гейт, подложка, маломощен транзистор, средномощен транзистор, мощен транзистор, радиатор. 2) Основни факти: резистори, кондензатори, полупроводници, същност на диодите, видове диоди, MOS транзистори, охлаждане.
  3. Интегрални схеми 1) Основни понятия: интегрална схема, планарна технология, система върху чип, силициеви ИС, галиево-арсенидни ИС, силициево-германиеви ИС, ИС от силициев карбид, ИС от галиев нитрид, биполярни ИС, CMOS ИС, BiCMOS ИС, двоични числа, разредност, младши разред, старши разред, инверсия, таблица на истинност, логически елемент НЕ, инвертор, 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, състояние на висок импеданс.
  4. 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 импулс, тактов вход, преместващ регистър, линия, регистър с паралелен вход и последователен изход, регистър с последователен вход и паралелен изход, 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.
  5. Увод в паметите 1) Основни понятия: твърдотелен диск, клетка, дума, дължина на думата, обем на памет, капацитет на памет, матрица на клетките, запис на данни, съдържание на паметта, четене на данни, изтриване на данни, ред, колона, шина за данни, адрес, време за запис, време за четене, време за достъп, бързодействие. 2) Основни факти: определение и необходимост, основни понятия.
  6. Тест 1
  7. Постоянни памети 1) Основни понятия: постоянна памет, енергонезависима памет, памет само за четене, шина за данни, адресна шина, управляваща шина, постоянна памет с еднократен запис, програматор, програмируеми постоянни памети с изтриване, програмируемите постоянни памети с електрическо изтриване, време на съхранение на записа, брой цикли запис/изтриване, двупроводна серийна EEPROM, NAND памет, NOR памет, двуизмерна памет, постоянна триизмерна памет тип NAND, програматор за бързи памети, флашка, запаметяваща карта, запаметяваща карта за компютри, запаметяваща карта за мултимедия, миниатюрна карта, твърдотелен диск. 2) Основни факти: основни постоянни памети, постоянни памети с изтриване, бързи постоянни памети, приложения на бързите постоянни памети.
  8. Оперативни памети 1) Основни понятия: оперативна памет, памет с произволен достъп, непрекъсваемо токозахранващо устройство, двупосочна шина, памет кеш, опресняване на паметта, контролер на паметта, синхронна DRAM, едноредов модул, двуредов модул. 2) Основни факти: общи сведения за оперативните памети, същност на статичните оперативни памети, SRAM със запомняне, динамични оперативни памети, разширяване на паметта, модули на памети.
  9. Тест 2
  10. Електронни елементи и прибори
  11. Работа с източници на постоянно напрежение и мултимер
  12. Светодиодни схеми
  13. Седемсегментни индикатори
  14. Матрични и линийни индикатори
  15. Конструкции на електронни устройства 1) Основни понятия: пластмасова кутия, метална кутия, 19-инчов стандарт, кутия от фибростъкло, стъклотекстолит, керамична печатна платка, пътечка, едностранна платка, двустранна платка, мостче, многослойна платка, гъвкава електроника, коаксиален цифров куплунг, куплунг за телефони, куплунг за Интернет, куплунг DVI, куплунг за гъвкави печатни платки. 2) Основни факти: общи сведения, кутии, печатни платки, гъвкави печатни платки, куплунги.
  16. Течнокристални дисплеи 1) Основни понятия: пиксел, разрешаваща способност, отношение дължина-височина, диагонал на дисплея, яркост, динамичен контраст, ъгъл на виждане, субпиксел, пиксели на инч, пропускащ LCD, цветен LCD, отражателен LCD, пропускащо-отражателен LCD, TFT LCD, резистивен дисплей с докосване, капацитивен дисплей с докосване, стереодисплеи за гледане с очила, стереодисплеи за гледане без очила, стереоочила. 2) Основни факти: общи сведения, същност, пасивни течнокристални дисплеи, активни течнокристални дисплеи, OLED дисплеи, дисплеи с докосване, стереодисплеи.
  17. Светодиодни индикатори и дисплеи 1) Основни понятия: mхn матричен дисплей, светодиоден екран, органичен светодиод, цветен OLED, OLED с пасивна матрица, OLED с активна матрица, прозрачен OLED, гъвкав OLED дисплей, 2) Основни факти: седемсегментни дисплеи, буквено-цифрови дисплеи, матрични дисплеи, органични дисплеи, светоизлъчващи полимери.
  18. Свързване на електронни устройства 1) Основни понятия: честотен обхват, предавател, приемник, приемопредавател, ретранслатор, коаксиален кабел, ширмовка, съгласуване, усукана двойка проводници, ширмована усукана двойка, многожилен кабел, плосък кабел, локална компютърна мрежа, електромагнитна вълна, земна вълна, отразена вълна, лицензиран обхват, нелицензиран обхват, безжична локална мрежа, безжична мрежа за индивидуално ползване, инфрачервен лъч, фотодиод, дистанционното управление, фоторезистор, оптично влакно, оптичен кабел, многомодово влакно, полимерен оптичен кабел, оптрон. 2) Основни факти: общи сведения, еднопосочни и двупосочни връзки, проводникови връзки, безжични връзки, същност на оптоелектрониката, оптични връзки.
  19. Тест 3
  20. Оптични дискове 1) Основни понятия: аналогов сигнал, собствен шум, външен шум, пит, четяща глава, минидиск, бизнес карта, 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: необходимост, принцип на работа, компакт-дискове за звук, компакт-дискове за изображения, компакт-дискове за компютри.
  21. 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.
  22. Интерфейси 1) Основни понятия: протокол, жичен интерфейс, безжичен интерфейс, оптичен интерфейс, транслация на нива, стартов импулс, стоп импулс, връзка точка до точка, дуплексна връзка, полудуплексна връзка, шина, многоточкова топология. 2) Основни факти: същност, интерфейс RS232, интерфейс RS485, интерфейс I2C.
  23. Интерфейс USB 1) Основни понятия: ниска скорост, голяма скорост, висока скорост, хъб, лого, управляващо устройство, периферно устройство, управляемо устройство, куплунг тип А за USB 2.0, куплунг тип В за USB 2.0, микрокуплунг за USB 2.0, активен кабел, стандартни куплунги за USB 3.2 Gen 1, микрокуплунги за USB3.2 Gen 1, кабели за USB 3.2 Gen 1, куплунг тип С. 2) Основни факти: необходимост, същност на USB 2.0, куплунги за USB 2.0, кабели за USB 2.0, същност на USB 3.2 Gen 1, действие на USB 3.2 Gen 1, куплунги и кабели за USB 3.2 Gen 1, куплунги и кабели за USB 3.2 Gen 2, USB Gen 2x2.
  24. Тест 4
  25. Логически елементи
  26. Тригери
  27. Презентации и обсъждане на курсови работи
  28. Презентации и обсъждане на курсови работи

Литература по темите:

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

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

• Куцаров, С. И. Основи на електронните схеми, Том 2. Цифрови интегрални схеми. София: Изд. на НБУ, 2010.

• Куцаров, С. И. Основи на електронните схеми, Том 4. Специализирана електроника в телекомуникациите. София: Изд. на НБУ, 2011.

• Куцаров, С. И. USB. София: Изд. на НБУ, 2016.

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.