Кафедра «Электронные приборы и устройства». РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине. Профиль — Электронные приборы и устройства.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
1. Цели и задачи дисциплины
Цель преподавания дисциплины:
изучение принципов работы и методов
расчёта основных типов линий передачи, эл
ементов, узлов и устройств
пассивных микросхем СВЧ в интегральном исполнении. Получение
представлений о работе с системой автоматизированного проектирова
ния
устройств СВЧ.
Задачи изучения дисциплины:
формирование у студентов нео
ходимых
знаний основных
типов линий передачи, элементов, узлов и устройств
пассивных микросхем СВЧ в интегральном исполнении, их методов расчета,
принципов действия, свойств и потенциальных возмо
ностей.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Для успешного усвоения данной дис
циплины необходимо, чтобы
студент владел знаниями, умениями и навыками, сформированными в
процессе изучения дисциплин:
Б.1.1.5
атематик
а (
Б.1.1.6
Физика (
Б.1.1.12
Теоретические основы электротехники (
Б.1.2.9
лектродинамика
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование
следующих компетенций:
способност
аргументированно выбирать и реализовывать на практике
эффективную методику
экспериментального иссле
дования параметров и
характеристик приборов, схем, устройств и установок электроники и
наноэлектроники различного функционального назначения (ПК
Студент должен знать: принципы работы и методы расчёта основных
типов линий передачи, элементов, узлов и у
стройств пассивных микросхем
СВЧ в интегральном исполнении.
Студент должен уметь: работать с системой автоматизированного
проектирования устройств СВЧ.
Студент должен
владеть
представлением об эволюции и перспективах
развития
современных пассивных микр
осхемных устройств СВЧ
4. Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам
и видам з
нятий
-

-


Нед


Наименование
темы
Часы
Всего
Лек

Прак
чес
кие
СРС
семестр
Введение. Пассивные
икроэлектронные устройства
СВЧ. Линии передачи
различных типов в
микроэлектронном исполнении.
Микрополосковая линия.
Дисперсионное ура
нение
экранированной МПЛ.
Составляющие полей в МПЛ.
Дисперсионные характеристики
МПЛ. Распределение полей и
токов. Потери в МПЛ.
Щелевая и копланарная линия.
Сравнительная оценка
волновых сопротивлений МПЛ
и ЩЛ. Связанные линии
передачи.
Элементы и узлы интегральных
схем СВЧ.
Индуктивности, емкости,
резисторы, согласованные
нагру
зки в микросхемном
исполнении.
Резонаторы
на
микрополосковых и щелевых
линиях. Резонаторы на
диэлектрических структурах.
Устройства возбуждения линий
передачи. Переходы и
короткозамыкатели в
микроэлектронном
исполнении.
Устройства СВЧ в
микроэлектронном исполнении.
Направленные ответвители и
мосты.
Кольцевой
направленный ответвитель.
Шлейфный направленный
ответвитель. Ответвители на
связанных линиях.
Делители и сумматоры СВЧ
мощности. Делитель мо
щности
последовательного типа.
Делитель
мощности
параллельного типа. Кольцевые
делители мощности. Схемы
сложения на направленных
ответвителях.
Устройства управления фазой в
микросхемах СВЧ. Устройства
управления амплитудой
сигнала в микросхемах СВЧ.
Фильтры СВЧ. Частотные
характеристики фильтров СВЧ.
Фильтры нижних частот в
микрополосковом исполнении.
Фильтры верхних частот в
микрополосковом исполнении.
Полосно
пропускающие
фильтры.
Полосно
заграждающие
фильты. Фильтры СВЧ на
диэлектрических резонаторах.
Автоматизированное
проектирование пассивных
устройств СВЧ. Матрица
рассеяния многополюсника
Метод декомпозиции при
расчете
параметров
микроэлектр
онных устройств
СВЧ
Дифракция электромагнитных
волн на скачке ширины
проводника экранированной
МПЛ. Дифракция
электромагнитных волн на двух
близко расположенных скачках
ширины полоскового
проводника МПЛ.
Нерегулярный полоско
вый
тракт с каскадно включенными
неоднородностями. Дифракция
электромагнитных волн на
стыке двух многопроводных
МПЛ.
Примеры реализации
алгоритмов анализа
ступенчатых неоднородностей
МПЛ. Резонаторы и фильтры
на связанных МПЛ. Анализ и
синт
ез направленных
ответвителей на связанных
МПЛ.
Всего
5. Содержание лекционного курса
темы
Всего
часов
лекции
Тема лекции. Вопросы, отрабатыва
мые на
лекции
Учебно
методическое
обеспечение
Введение. Пассивные м
икроэлектронные устройства
СВЧ. Линии передачи различных типов в
микроэлектронном исполнении. Микрополосковая
линия.
Дисперсионное ура
нение экранированной МПЛ.
Составляющие полей в МПЛ. Дисперсионные
характеристики МПЛ. Распределение поле
й и токов.
Потери в МПЛ.
Щелевая и копланарная линия. Сравнительная
оценка волновых сопротивлений МПЛ и ЩЛ.
Связанные линии передачи.
Элементы и узлы интегральных схем СВЧ.
Индуктивности, емкости, резисторы, согласованны
нагрузки в микросхемном исполнении.
Резонаторы на микрополосковых и щелевых линиях.
Резонаторы на диэлектрических структурах.
Устройства возбуждения линий передачи. Переходы
и короткозамыкатели в микроэлектронном
исполне
нии.
Устройства СВЧ в микроэлектронном исполнении.
Направленные ответвители и мосты. Кольцевой
направленный ответвитель. Шлейфный
направленный ответвитель. Ответвители на
связанных линиях.
Делители и сумматоры СВЧ мощности
. Делитель
мощности последовательного типа.
Делитель мощности параллельного типа. Кольцевые
делители мощности. Схемы сложения на
направленных ответвителях.
Устройства управления фазой в микросхемах СВЧ.
Устройства управл
ения амплитудой сигнала в
микросхемах СВЧ.
Фильтры СВЧ. Частотные характеристики фильтров
СВЧ. Фильтры нижних частот в микрополосковом
исполнении.
Фильтры верхних частот в микрополосковом
исполнении. Полосно
пропускающ
ие фильтры.
Полосно
заграждающие фильты. Фильтры СВЧ на
диэлектрических резонаторах.
Автоматизированное проектирование пассивных
устройств СВЧ. Матрица рассеяния многополюсника
Метод декомпозиции при
расчете параметров
микроэлектронных устройств СВЧ
Дифракция электромагнитных волн на скачке
ширины проводника экранированной МПЛ.
Дифракция электромагнитных волн на двух близко
расположенных скачках ширины полоскового
проводника МПЛ.
Нерегулярный полосковый тракт с каскадно
включенными неоднородностями. Дифракция
электромагнитных волн на стыке двух
многопроводных МПЛ.
Примеры реализации алгоритмов анализа
ступенчатых неоднородностей МПЛ. Резонаторы и
фильтры на связанных МПЛ. Анализ и синтез
направленных ответвителей на связанных МПЛ.
6. Содержание коллоквиумов
Не предусмотрены учебным планом
7. Перечень практических занятий
Всего
часов
зан
тия
Тема практического занятия. Зада
ния, вопросы,
отрабатываемые на практическом з
нятии
Учебно
методическое
обеспечение
Расчет пленочных индуктивных элементов
Расчет волнового сопротивления микрополосковой
линии
Расчет делителей мощности
Расчет направленного ответвителя
Методические указания приведены в соответствующем разделе ИОС
7]. &#x/MCI; 72;&#x 000;&#x/MCI; 72;&#x 000; &#x/MCI; 75;&#x 000;&#x/MCI; 75;&#x 000;8. Перечень лабораторных работ
Не предусмотрены учебным планом
9. Задания для самостоятельной работы студентов
темы
Всего
Часов
Задания, вопросы, д
ля самостоятельного изучения
дания)
Учебно
методическое
обеспечение
Введение. Пассивные микроэлектронные устройства
СВЧ. Линии передачи различных типов в
микроэлектронном исполнении. Микрополосковая
линия.
Дисперсионное уравнени
е экранированной МПЛ.
Составляющие полей в МПЛ. Дисперсионные
характеристики МПЛ. Распределение полей и токов.
Потери в МПЛ.
Щелевая и копланарная линия. Сравнительная оценка
волновых сопротивлений МПЛ и ЩЛ. Связанные
линии передачи.
Элементы и узлы интегральных схем СВЧ.
Индуктивности, емкости, резисторы, согласованные
нагрузки в микросхемном исполнении.
Резонаторы на микрополосковых и щелевых линиях.
Резонаторы на диэлектрических структурах.
Устройства возбужде
ния линий передачи. Переходы и
короткозамыкатели в микроэлектронном исполнении.
Устройства СВЧ в микроэлектронном исполнении.
Направленные ответвители и мосты. Кольцевой
направленный ответвитель. Шлейфный направленный
ответвитель. Ответвители на
связанных линиях.
Делители и сумматоры СВЧ мощности. Делитель
мощности последовательного типа.
Делитель мощности параллельного типа. Кольцевые
делители мощности. Схемы сложения на
направленных ответвителях.
Устройства упр
авления фазой в микросхемах СВЧ.
Устройства управления амплитудой сигнала в
микросхемах СВЧ.
Фильтры СВЧ. Частотные характеристики фильтров
СВЧ. Фильтры нижних частот в микрополосковом
исполнении.
Фильтры верхних частот в микрополос
ковом
исполнении. Полосно
пропускающие фильтры.
Полосно
заграждающие фильты. Фильтры СВЧ на
диэлектрических резонаторах.
Автоматизированное проектирование пассивных
устройств СВЧ. Матрица рассеяния многополюсника
Метод д
екомпозиции при расчете параметров
микроэлектронных устройств СВЧ
Дифракция электромагнитных волн на скачке ширины
проводника экранированной МПЛ. Дифракция
электромагнитных волн на двух близко расположенных
скачках ширины полоскового проводника
МПЛ.
Нерегулярный полосковый тракт с каскадно
включенными неоднородностями. Дифракция
электромагнитных волн на стыке двух многопроводных
МПЛ.
Примеры реализации алгоритмов анализа ступенчатых
неоднородностей МПЛ. Резонаторы и фильт
ры на
связанных МПЛ. Анализ и синтез направленных
ответвителей на связанных МПЛ.
Методические указания по самостоятельному изучению отдельных разделов
дисциплины приведены в соответствующем разделе ИОС
7]. &#x/MCI; 1 ;&#x/MCI; 1 ; &#x/MCI; 2 ;&#x/MCI; 2 ;10. Расчетно
графическая работа
Не преду
смотрена учебным планом
11. Курсовая работа
Не предусмотрена учебным планом
12. Курсовой проект
Не предусмотрен учебным планом
13. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
обучающихся по дисциплине
В процессе освоения образователь
ной программы формируется
отдельные элементы компетенции
2:
способност
аргументированно
выбирать и реализовывать на практике эффективную методику
экспериментального исследования параметров и характеристик приборов,
схем, устройств и установок электрони
ки и наноэлектроники различного
функционального назначения
Содержание лекционного курса и практических занятий формируют на
рассматриваемом этапе элементы компетенций в части, касающейся
способности аргументированно выбирать на практике эффективную
методи
ку исследования параметров и характеристик современных пассивных
микросхемных элементов СВЧ.
Процедура оценивания знаний, умений и навыков проводится в
соответствии со следующими методиче
скими материалами и заключается:
в проведении устн
ого экзаменационн
ого
опроса в виде диалога
преподавателя со студентом, цель которого
систематизация и уточнение
имеющихся у студента знаний, проверка его индивидуальных возможностей
усвоения материала;
отчетов по практическим работам, для оценки способности студента
рименить полученные ранее знания для проведения анализа, опыт
а, а также
составления выводов
Показателем оценивания степени усвоения знаний элемента
компетенций, является оценка, полученная на экзамене при ответе на
вопросы для экзамена. Оценка выставляетс
я по четырехбалльной шкале,
соответствующей оценкам «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и
«неудовлетворительно» и осуществляется путем анализа ответа на вопросы
для экзамена. При этом руководствуются следующими критериями.
Оценка
Критерии оценивания результатов обучения
Отлично
аслуживает обучающийся, обнаруживший
всестороннее, систематическое и глубокое знание
учебного материала, предусмотренного программой,
усвоивший основную литературу и знакомый с
дополнительной литературой,
рекомендованной
программой.
Хорошо
аслуживает обучающийся, обнаруживший полное
знание учебного материала, усвоивший основную
литературу, рекомендованную в программе. Оценка
"хорошо" выставляется обучающимся, показавшим
систематический характер знаний по
дисциплине и
способным к их самостоятельному пополнению и
обновлению в ходе дальнейшей учебной работы и
профессиональной деятельности.
довлетворительно
аслуживает обучающийся, обнаруживший знания
основного учебного материала в объеме,
необходимом для д
альнейшей учебы и предстоящей
работы по профессии, знакомых с основной
литературой, рекомендованной программой. Оценка
выставляется обучающимся, допустившим
погрешности
при
ответе и выполнении заданий, но
обладающим необходимыми знаниями для их
устранения
под руководством преподавателя.
еудовлетворительно
ыставляется обучающемуся, обнаружившему
пробелы в знаниях основного учебного материала.
Оценка ставится обучающимся, которые не могут
продолжить обучение или приступить к
профессиональной деятельности п
о окончании
образовательного учреждения без дополнительных
занятий по рассматриваемой дисциплине
Умения и навыки, приобретенные студентом на этапе освоения
указанной части компетенций при
преподавании (изучении)
рассматриваемой дисциплины, оценив
аются по
результатам выполнения:
практических работ,
самостоятельной работы.
Показателем оценивания степени усвоения знаний элемента
компетенций, является оценка, полученная при отчете по практическим
работам. Оценка выставляется по четырехбальной шкале, соотв
етствующей
оценкам «зачтено» («отлично», «хорошо», «удовлетворительно») и «не
зачтено» («неудовлетворительно») и осуществляется путем анализа знаний
теоретического материала, оформленного отчета.
При этом руководствуются следующими критериями при оценивани
и
знаний теоретического материала, и оформленного отчета:
Оценка
Критерии оценивания результатов обучения
Зачтено
тлично
ыставляется студенту, если задание выполнено в
полном объёме с соблюдением необходимой
последовательности
правил
оформления от
чета
Студенты работают полностью самостоятельно:
подбирают необходимые для выполнения
предлагаемых работ в задании источники знаний,
показывают
необходимые для проведения
практической работы теоретические знания,
практические умения и навыки.
Зачтено
рошо
ыставляется студенту, если задание выполнено в
полном объёме и самостоятельно. Допускаются
отклонения от необходимой последовательности
выполнения
правил
оформления отчета
, не
влияющие на правильность конечного результата.
Студенты используют указ
анные преподавателем
источники знаний, таблицы из приложения к
учебнику, страницы из справочной литературы по
предмету. Задание показывает знание учащихся
основного теоретического материала и овладение
умениями, необходимыми для самостоятельного
выполнения
работы. Могут быть неточности и
небрежность в оформлении результатов работы.
Зачтено
удовлетворительно
ыставляется студенту, если задание на
практическую работа выполняется и оформляется
студентами при помощи преподавателя или хорошо
подготовленных и
уже выполненных на «отлично»
данную работу студентов. На выполнение задания
затрачивается много времени (можно дать
возможность доделать работу дома). Студенты
показывают знания теоретического материала, но
испытывают затруднение при самостоятельной
работе
с физическими приборами, графиками,
таблицами справочной литературы.
Не зачтено
неудовлетворительно
ыставляется, если студенты показывают плохое
знание теоретического материала и отсутствие
умения применить знания к решению практической
задачи
неуме
ние о
формить отчет
Руководство и
помощь со стороны преподавателя и хорошо
подготовленных студентов неэффективны по
причине плохой подготовки студента.
Процедура оценивания знаний, умений, навыков по дисциплине
Пассивные микросхемные устройства СВЧ
» вкл
ючает учет успешности
выполнения практических работ, самостоятельной работы
и сдачу
экзамена.
Вопросы для экзамена
Диэлектрические материалы, используемые в микрополосковых
устройствах СВЧ
Металлы и поглощающие материалы,
используемые в
микрополосковых
устройствах СВЧ
Полосковые линии передачи, конструкция, расчет основных
параметров.
Микрополосковые линии передачи, конструкция, основные
параметры.
Конденсатор на основе пленочных структур. МОП и миниатюрные
керамические конденсаторы.
Направленные отве
твители на связанных линиях. Примеры
топологии.
Направленные ответвители тандемного и встречно
стержневого
типов. Конструкция и основные параметры.
Индуктивности в микросхемах СВЧ. Конструкция, основные
параметры.
Фильтры СВЧ в микрополосковом исполнении.
Частотные
характеристики фильтров СВЧ. Характеристики затухания фильтров
прототипов.
Волновое сопротивление микрополосковой линии. Потери в МПЛ.
Резонатор на микрополосковых линиях. Варианты топологий,
основные параметры.
Щелевая и копланарная линия, кон
струкции, основные параметры и
сравнительные характеристики.
Объемные резонаторы в интегральном исполнении. Диэлектрические
резонаторы, основные конструкции и параметры.
Устройства возбуждения микрополосковых линий передач.
Конструкция коаксиально
микро
полосковых, волноводно
микрополосковых переходов.
Делители и сумматоры мощности. Общие требования к конструкции.
Параметры. Делитель мощности последовательного типа.
Сумматор мощности в микрополосковом исполнении в виде
многолучевой звезды. Основные пар
аметры.
Кольцевые делители мощности в микрополосковом исполнении.
Электрическая схема и топология одноступенчатого кольцевого
делителя мощности.
Связанные линии передачи в микрополосковом исполнении.
Классификация. Частотные зависимости волнового сопроти
вления.
Резисторы в микросхемах СВЧ. Конструкция, основные параметры.
Реализация конденсаторов в микросхемах СВЧ. Конструкция,
основные параметры параллельной и последовательной емкости.
Шлейфный направленный ответвитель. Основные параметры и
варианты т
опологий.
Двухступенчатый кольцевой делитель мощности в микрополосковом
исполнении. Электрическая схема. Сравнение одноступенчатого и
двухступенчатого делителя мощности.
СВЧ соединители: назначение, основные требования, класификация
Кольцевой делитель м
ощности с неравным делением. Конструкция.
Основные параметры.
Фильтры нижних частот в микрополосковом исполнении. Варианты
топологий.
Фильтры высоких частот в микрополосковом исполнении. Топология
и электрическая схема.
Полосно
пропускающие фильтры в ми
крополосковом исполнении.
Варианты топологий. Эквивалентная схема.
Полосно
заграждающие фильтры в микрополосковом исполнении.
Варианты топологий. Эквивалентная схема.
Микрополосковые антенны. Основные характеристики
микрополосковых антенн.
Микрополосковые
антенны. Расчет параметров микрополосковых
антенн.
Микрополосковые антенны.
Плоская двумерная полосковая антенна
с прямоугольным излучающим элементом
. Параметры и
характеристики.
Микрополосковые антенны. Пример применения планарных
антенных систем в сотов
ых телефонах.
Тестовые задания по дисциплине
. Образовательные технологии
Лекционный курс читается с применением
информационно
коммуникационных образовательных технологий
(организация
образовательного процесса, основанная на применении специализирован
ных
программных сред и технических средств работы с информацией).
Изложение всего материала (
лекции
визуализации
) сопровождается
презентациями (демонстрацией учебных материалов, представленных в
различных знаковых системах, в т.ч. иллюстративных, графическ
их).
Коллоквиумы проводятся с применением
интерактивных
технологий и
технологий проблемного обучения
(лекция
дискуссия, в ходе
которой решается комплексная учебная задача).
При проведении практических работ наряду с
традиционными
образовательными технологи
ями
(практическая работа
организация
учебной работы с реальными материальными и информационными
объектами) применяются
технологии проблемного обучения
(проведение
практикумов
организация учебной работы, направленная на решение
комплексной учебно
познав
ательной задачи, требующей от студента
применения как научно
теоретических знаний, так и практических навыков)
технологии проектного обучения
(выполнение творческих и
информационных проектов).
Дисциплина «Пассивные микросхемные устройства СВЧ» состоит: и
лекционной части в мультимедийном исполнении; практических занятий;
самостоятельных занятий для подготовки к практическим занятиям,
поискового назначения, овладения учебным материалом и освоения
дополнительной литературы.
Блок «самостоятельная работа» пр
едставляет консультации по
электронной почте и в on
line режиме.
Перечень учебно
методического обеспечения для обучающихся
по дисциплине
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Устройства генерирования, формирования, приема и обработки
сигналов [Электронный ресурс] :
Учебное пособие / Головин О. В.
Москва :
Горячая линия
Телеком, 2012.
783 с.
Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/12061
ЭБС «IPRbooks», по паролю
Теория и техника СВЧ [Электронный ресурс]: уч
ебное пособие/
А.И. Астайкин [и др.].
Электрон. текстовые данные.
Саров: Российский
федеральный ядерный центр
ВНИИЭФ, 2008.
464 c.
Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/18460
ЭБС «IPRbooks», по п
аролю
Устройства приема и обработки сигналов [Электронный ресурс] :
Учебное пособие / Пушкарев В. П.
Томск : Томский государственный
университет систем управления и радиоэлектроники, 2012.
201 с.
Режим
доступа:
http://www.iprbookshop.ru/13995
ЭБС «IPRbooks», по паролю
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Виноградов А.Ю. Устройства СВЧ и малогабаритные антенны
[Электронный ресурс]: учебное пособие/ Виноградов А.Ю., Кабетов Р.В.,
Сомов А.М.
Электрон. текстов
ые данные.
М.: Горячая линия
Телеком,
2012.
440 c.
Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/12063
ЭБС
«IPRbooks», по паролю
Замотринский В.А. Устройства СВЧ и антенны. Часть 1.
Устройства СВЧ [Элект
ронный ресурс]: учебное пособие/ Замотринский
В.А., Шангина Л.И.
Электрон. текстовые данные.
Томск: Томский
государственный университет систем управления и радиоэлектроники,
2012.
222 c.
Режим доступа:
tp://www.iprbookshop.ru/13996
ЭБС
«IPRbooks», по паролю
Романовский М.Н. Интегральные устройства радиоэлектроники.
Часть 2. Элементы интегральных схем и функциональные устройства
[Электронный ресурс]: учебное пособие/ Романовский М.Н.
Электрон.
текст
овые данные.
Томск: Томский государственный университет систем
управления и радиоэлектроники, 2012.
127 c.
Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/13932
ЭБС «IPRbooks», по паролю
Источники ИОС
Пасси
вные микросхемные устройства СВЧ. Режим доступа:

Приложенные файлы

  • pdf 4421628
    Размер файла: 206 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий