Радиотехника. Электроника

Систематически и подробно рассмотрено решение уравнений электродинамики в дифференциальной форме как решение волнового уравнения или уравнения Гельмгольца для векторных потенциалов в задачах возбуждения электромагнитных полей различными источниками в неограниченном однородном пространстве. Подробно разобраны параметры полей сферической, цилиндрической и плоской волн, поверхностной волны. Изложены основные теоремы и принципы электродинамики; основы теории открытых и закрытых направляющих систем и объёмных резонаторов; рассмотрены электромагнитно-волновые явления, возникающие при отражении плоской волны от плоской поверхности раздела сред, и явления рассеяния и дифракции электромагнитного поля, соответствующие прикладным задачам радиотехники. Особое внимание уделено физической интерпретации явлений электромагнетизма. Все разделы книги снабжены контрольными вопросами.

Изложены основные разделы дисциплины «Электротехника, электроника и схемотехника». Приведено описание четырнадцати лабораторных работ. Каждая работа сопровождается теоретическим материалом в форме конспективного изложения основных разделов лекций, примерами расчетов и моделирования электрических цепей и электронных схем, расчетными домашними заданиями по обработке экспериментальных результатов. Компьютерный лабораторный практикум построен на базе новой облачной среды схемотехнического проектирования TINACloud компании DesignSoft, подключение пользователя к которой происходит через Интернет в любом месте и в любое время без установки программы на собственном устройстве с использованием как настольного компьютера, так и различных мобильных устройств (ноутбуков, планшетов, смартфонов) и предназначен для формирования навыков, умений и компетенций в расчетах и экспериментальных исследованиях электрических цепей и электронных схем. Пособие может быть использовано как при традиционных, так и дистанционных технологиях обучения студентов.

Изложены основные разделы дисциплины «Электроника». Рассмотрена элементная база современной электроники – полупроводниковые электронные приборы, операционные усилители, автогенераторы, цифровые микросхемы, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, источники питания, микропроцессорные устройства и т.д. Помимо аналитических и графических методов расчёта представлена обширная информация по использованию бесплатной студенческой версии программы компьютерного моделирования электронных схем TINA-TI. Отличительной особенностью книги является то, что любую изучаемую схему можно загрузить в программу TINA-TI и испытать самостоятельно её работу. Знакомство с программой TINA-TI поможет студентам в будущем успешно применять профессиональные версии этой программы, а также аналогичные программы проектирования. Пособие содержит схемы для самостоятельного моделирования и экспериментального исследования электронных устройств.

Методические указания содержат лабораторные работы, которые выполняются на персональном компьютере с применением программы схемотехнического моделирования «Micro Сар 8». Работа с программой моделирования предполагает наличие у студентов навыков работы в операционной системе Windows 2000/ХР. Демонстрационную версию программы можно свободно получить по сети Internet, воспользовавшись сайтом фирмы разработчика, поэтому использование демо-версии этой программы моделирования в учебном процессе не нарушает авторских прав.

Методические указания по дисциплине «Элементная база электроники» содержат лабораторные работы: «Изучение работы полупроводникового диода», «Изучение характеристик полупроводниковых транзисторов», «Изучение свойств полупроводниковых тиристоров», «Изучение свойств вакуумных приборов». Все лабораторные работы выполняются на персональном компьютере в программной среде Micro САР 8. Работа с программой моделирования предполагает наличие у студентов навыков работы в операционной системе Windows 2000 или выше.

Пособие содержит материалы для подготовки к интернет-тестированию образовательных достижений студентов на различных этапах обучения по дисциплине Электротехника и электроника, касающихся раздела «Теория и методы анализа линейных цепей постоянного тока». Тематическая структура пособия определяется дидактическими единицами государственных образовательных стандартов, которые подразделяются на более узкие подразделы (темы) и образуют структуру педагогических измерительных материалов (ПИМ). Такая структура во многом определяет специфику проведения тестирования и независимую оценку результатов Федерального экзамена в сфере профессионального образования (ФЭПО) по дисциплинам основных образовательных программ. Материал пособия включает в себя краткие теоретические сведения, анализ решений тестовых заданий и заданий, вынесенных для самостоятельного решения, с ответами. Пособие будет полезно для самоконтроля усвоения знаний и умений в рамках образовательного процесса при подготовке к экзамену или зачету, к вступительным испытаниям в магистратуру и аспирантуру по дисциплинам: Электротехника и электроника (ЭиЭ), Теоретические основы электротехники (ТОЭ), Основы теории электрических цепей (ОТЭЦ), Общая электротехника (ОЭ).

В пособии изложены подходы и методы анализа электрических цепей, физические основы, принципы действия и характеристики полупроводниковых приборов; описаны типовые выпрямительные и усилительные устройства, выполненные на базе полупроводниковых приборов; разобраны примеры расчета электрических цепей постоянного и переменного тока; приводится задание на типовую расчетно-графическую работу. Предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Электротехника и электроника», а также всех желающих получить навыки исследования и расчета электрических цепей.

Рассматриваются принципы построения и свойства устройств на транзисторах и интегральных элементах, работающих в импульсном режиме; основы построения устройств комбинационной логики: шифраторов, мультиплексоров, триггеров, регистров, счетчиков, сумматоров. Излагаются основы построения и свойства таких базовых схем, как мультивибраторы, генераторы линейно изменяющегося напряжения, триггеры, блокинг-генераторы.

Содержит методические указания к выполнению лабораторного практикума по курсу «Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных средств». Четыре лабораторные работы охватывают основные разделы курса: неуправляемые выпрямители и сглаживающие фильтры, линейные и импульсные стабилизаторы постоянного напряжения, импульсные модуляторы. Приведены краткие теоретические сведения, необходимые для выполнения лабораторных работ, описание лабораторного стенда, методика экспериментального исследования, требования к оформлению отчета, контрольные вопросы и задания для подготовки к защите.

Пособие предназначено для выполнения домашнего задания по курсу дисциплины «Устройства приема и преобразования сигналов». Отражены способы разработки структурных и функциональных схем радиоэлектронных систем и комплексов, а также построения принципиальных схем узлов радиоэлектронных устройств, созданные с помощью современных систем автоматического проектирования и пакетов прикладных программ.

Представлены основные теоретические сведения и лабораторный практикум по электрическим аппаратам ручного и автоматического действия, аппаратам защиты, а также электронным аппаратам и цифровым узлам.

В учебном пособии излагаются вопросы моделирования электрических процессов в газонаполненных элементах, формирующих электронную цепь. Приведены графические изображения и аналитические соотношения, необходимые для оценки критериев ионизации и возбуждения элементарных частиц, пояснения механизма взаимодействия электронов и ионов, атомов и квантов электромагнитной энергии различных диапазонов частот. Изложен принцип работы и рассмотрены вольт-амперные характеристики ламп и трубок с разным типом разряда, зависящим от электропроводимости веществ, размеров и материала электродов, температуры окружающей среды и т.п. Описана специфика конструирования ионизационной камеры и дымового датчика, счетчика Гейгера-Мюллера и источников света при низком и высоком давлении газа или пара металлов.

Учебное пособие содержит теоретические материалы и примеры расчета и задания по расчету схем электронной техники. Приведены задания для выполнения расчетно-графической и самостоятельной работы студентов. Предназначены для студентов баклавриата, изучающих дисциплины «Электроника», «Электронная техника» и «Электроника и микропроцессорная техника», обучающихся по направлениям «Агроинженерия» и «Теплоэнергетика и теплотехника».

Рассмотрены вопросы становления и развития электроники как области науки и техники, востребованной во всех сферах хозяйственной деятельности. Представлены описания основных элементов электронных схем, функциональных цифровых и аналоговых устройств электронной техники, источников питания.

В пособии рассматриваются основные принципы построения элементов цифровых устройств информационной электроники. Предназначено для студентов направлений 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» всех форм обучения, а также может быть рекомендовано для студентов других направлений подготовки.

Приводится краткое изложение принципов действия, порядок и примеры расчета устройств электропитания: трансформаторов, неуправляемых выпрямителей, сглаживающих фильтров, стабилизаторов и инверторов напряжения, а также токораспределительной сети постоянного тока и требования к выбору типового промышленного оборудования систем электропитания. Рассмотрены примеры решения задач по всем разделам учебного курса и комплекс тестовых заданий с ответами.

Приведены основные сведения о параметрических, компенсационных и импульсных источниках питания постоянного тока для микроэлектронных устройств. Рассмотрены принципиальные схемы источников питания в целом, а также их структурных составляющих: силовых трансформаторов, выпрямителей, сглаживающих фильтров и стабилизаторов напряжения. Изложена методика выбора всех микроэлектронных элементов источников питания с рассмотрением конкретных числовых примеров. Дано руководство по работе в программном пакете Tina TI (разработчик – Texas Instruments) для моделирования работы источников питания. Представлены результаты исследовательской работы по технико-экономическому обоснованию вариантов схем источников питания. В тексте даны QR-коды и ссылки для мгновенного перехода к дополнительным образовательным ресурсам, содержащим описанные в пособии математические модели, обучающие видеоролики и пр.

Настоящее учебно-методическое пособие является девятым продолжением запланированной серии учебно-методических пособий для практических занятий по курсу «Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники», предназначенных для магистрантов и бакалавров специальности «Промышленная электроника». Во-первых, оно является учебным пособием, дополняя учебник «Основы силовой электроники», по одному важному новому подклассу старейшего класса выпрямительных устройств, а именно транзисторным трехфазным выпрямителям, управляемым в полном диапазоне регулирования выпрямленного напряжения, с улучшенной электромагнитной совместимостью за счет формирования практически синусоидального входного тока, фактически синфазного с питающим напряжением. Во-вторых, данное руководство используется и как методическое пособие для практических занятий по курсу ЭМС устройств силовой электроники применительно к анализу указанных новых устройств.

Приведены краткие теоретические и практические сведения по методам измерения характеристик антенн в дальней и ближней зоне, а также параметров СВЧ-устройств, представлен цикл работ для дисциплин «Антенны и СВЧ-устройства СБЛ» и «Электродинамика».

Рассмотрены общие положения, основные принципы работы и параметры некоторых электровакуумных и газоразрядных приборов: фотоэлектронных умножителей, электронных ламп, осциллографической электронно-лучевой трубки, приборов тлеющего разряда (стабилитрона и знакового индикатора). Для знакомства с этими приборами, изучения физических основ и принципов их действия предложены экспериментальные работы, сформулированы задания к работам, порядок их выполнения, контрольные вопросы, выносимые на защиту работ, и содержание отчетов.

Хрестоматия представляет собой набор фрагментов текстов, которые, как уверены составители пособия, помогут начинающим специалистам в полной мере понять и осознать предмет изучаемой области. Выбранные фрагменты наглядно демонстрируют мировые тенденции и требования промышленности к техническим специалистам широкого профиля.

Международный научно-технический и теоретический журнал. Цель журнала - освещение большого круга оригинальных идей и результатов научных исследований, ведущих российских, а также иностранных специалистов по следующим направлениям: новые математические методы; математическое моделирование физических процессов; космическое приборостроение, дистанционное зондирование неоднородных сред; космическая радиофизика, физика и техника СВЧ-диапазона; миллиметровые и субмиллиметровые волны; новые СВЧ-материалы и их применение; электродинамика искусственных сред и структур; фундаментальные основы теории и синтеза антенн; возбуждение, рассеяние и распространение волн в широком спектре частот на объектах простой и сложной формы; разработка новых подходов к задачам электродинамики низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводящих структур; применение РЛС и РМС систем с цифровым синтезированием апертуры антенн для дистанционного зондирования подстилающих поверхностей; спутниковые системы связи, вопросы метрологии; проблемы современной космологии, математические и радиофизические методы в биологии и медицине; R-функции, атомарные функции, вейвлеты, фракталы и хаос; лазерная физика; физика плазмы; физические олсновы приборостроения; статистическая радиофизика. Включен в Перечень ВАК. Выходит с 1996 г.

Содержит теоретические материалы, касающиеся принципа работы основных элементов и базовых схем электронной техники, и описание лабораторных работ, выполняемых на персональном компьютере с помощью программы «Micro-Cap».

В учебном пособии излагаются вопросы по элементной базе современных полупроводниковых приборов, наиболее часто используемых при построении электронных устройств. Рассматриваются вопросы технической реализации преобразователей электрической энергии в электрическую и методы регулирования нагрузкой переменного и постоянного тока. Рассматриваются так же усилительные и импульсные устройства, излагается материал по основам цифровой и микропроцессорной технике.

Учебник составлен в соответствии с учебной программой по дисциплине «Электроника» по направлениям подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника». В учебнике рассматривается элементная база аналоговых и цифровых устройств электросвязи, осуществляющих усиление, фильтрацию, генерацию и обработку сигналов, особенности микроминиатюризации таких устройств на базе применения интегральных микросхем. Приведены основные технические показатели и характеристики электронных приборов.

В учебном пособии приведен базовый теоретический материал для курсов «Взаимодействие когерентного излучения с веществом» и «Техническая электродинамика», в котором рассматриваются основные свойства и параметры дисперсных систем и особенности распространения в них электромагнитных волн.

Работа посвящена вопросам проектирования и применения печатных фазированных и отражательных антенных решеток. Представлен электродинамический анализ и построены САПР-ориентированные математические модели многоэлементных антенных решеток в интегральном исполнении. Рассмотрены этапы построения математических моделей электродинамического уровня для широкого класса полосковых и микрополосковых фазированных и отражательных антенных решеток на основе открытых печатных электродинамических структур. Разработаны методики электродинамического учета влияния фидерной системы на характеристики излучения и согласования печатных фазированных антенных решеток, а также конструкционных элементов управляющих СВЧ-устройств на характеристики рассеяния печатных отражательных антенных решеток, как микроволновых компонентов интеллектуальных покрытий. Описан комплекс вычислительных программ автоматизированного проектирования отражательных и фазированных антенных решеток в печатном исполнении. Исследованы электродинамические характеристики этих решеток и даны рекомендации для их автоматизированного проектирования.

Рассматриваются вопросы математического моделирования процессов электромагнитного влияния между цепями кабелей внутриобъектовой связи и симметричными цепями кабелей широкополосного доступа с учетом специфики их применения. Выводятся аналитическими методами интегральные уравнения, описывающие электромагнитные влияния между цепями связи. Приведены детерминированные математические модели электромагнитных влияний между коаксиальными цепями с различными конструкциями внешних проводников. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных влияний между цепями кабелей. Рассматриваются вопросы оценки и обеспечения электромагнитной совместимости цепей внутриобъектовой связи.

Учебник по дисциплине «Электротехника и электроника» составлен на основе лекций, читаемых автором для студентов второго курса факультета высоких технологий Южного федерального университета. Он включает в себя разделы по теории и практическому применению электрических и магнитных цепей, прохождению сигналов через электрические цепи, электронным средствам для создания и обработки электрических сигналов, основам цифровой электроники и электрическим измерениям, которые предусмотрены образовательными стандартами.

издается с 1995 года, и уже более 15 лет является авторитетным источником профессиональной информации для разработчиков электронной аппаратуры, технического руководства предприятий отрасли, директоров по снабжению и надежным маркетинговым партнером для производителей и дистрибьюторов электронных компонентов

Материал настоящего задачника составлен таким образом, чтобы он способствовал закреплению теоретических знаний, а также вырабатывал навык в решении инженерных задач. Работа подготовлена на кафедре полупроводниковых приборов и микроэлектроники для студентов II курса факультета РЭФ.

На основе критерия максимального правдоподобия (МП) синтезировано правило оценки взаимных помех поднесущих (ICI), порождаемых множеством доплеровских сдвигов. Предложен алгоритм работы эквалайзера, осуществляющего подавление ICI и коррекцию замираний. Моделирование работы эквалайзера показало возможность поднять верхний предел скоростей перемещения абонентов в 2-2,5 раза без потери качества обслуживания для сетей стандартов LTE и McWILL. Установлено, что сети стандарта McWILL в базовых рабочих диапазонах обладают в 3 раза более высоким верхним порогом допустимых скоростей движения, чем сети стандарта LTE

Методические указания содержат практические работы, позволяющие изучить на примере расчетов зависимость параметров аппаратов от свойств комплектующих его материалов.

Энергетический расчёт гидроакустического канала связи распадается на ряд взаимосвязанных этапов: выбор рабочей частоты линии связи; выбор гидроакустических антенн; определение акустической мощности сигнала. При выборе рабочей частоты систем гидроакустической связи необходимо учитывать частотную зависимость параметров гидроакустического сигнала. Рабочую частоту следует выбирать из двух условий: получение минимальной излучаемой мощности и обеспечение максимальной пропускной способности при прочих равных условиях. Важным параметром, характеризующим эффективность антенны в режиме излучения, является удельная мощность, равная отношению активной акустической мощности, излучаемой преобразователем, к площади его колеблющейся поверхности. Характеристики направленности антенн в значительной степени будут определять энергетический потенциал линии связи и, следовательно, дальность связи при жестком ограничении в энергопотреблении от автономных источников питания на донной станции. В свою очередь, энергопотребление аппаратуры при ограниченной энергоемкости источников питания будет определять продолжительность работы автономных донных станций без подъема для замены источников питания. Чем выше направленные свойства передающей и приемной антенн, тем выше энергетический потенциал линии связи. Но с улучшением направленных свойств антенн будет уменьшаться ширина характеристики направленности и, следовательно, угол пространственного обзора, что приведёт к уменьшению зоны связи на поверхности воды и соответствующему уменьшению дальности связи. Проведено сравнение серийно выпускаемых гидроакустических антенн 1D1 и СКОЛ-2000Р. Расчеты позволяют сделать вывод о целесообразности использования в составе гидроакустических систем связи антенн СКОЛ-2000Р, т. к. для обеспечения одинакового качества передачи цифровой информации мощность, подводимая к антенне 1D1, должна быть в 75 раз больше мощности, подводимой к антенне СКОЛ-2000Р.

Монография всеобъемлюще отражает самые последние сведения в области изучения и применения нанотрубок за последние двадцать лет. Приведена информация о методах их получения, структуре, электронных, оптических, механических, магнитных и эмиссионных свойствах. Описаны во многом удивительные изобретения, полученные с помощью этих новых материалов: одноэлектронный, полевой и квантовый нанотранзисторы, химические сенсоры, источники оптического и рентгеновского излучения, логические элементы, ячейки памяти и даже радиоприемник на одной-единственной углеродной нанотрубке. Значительное внимание уделено расчетам электронного строения нанотрубок с помощью метода линеаризованных присоединенных цилиндрических волн. Один из разделов книги посвящен новому направлению в науке — наноэлектромагнетизму.

Динамика строительства сетей IMT в мире (сети UMTS/HSPA, HSPA+, LTE). Актуальность темы о соотношении технологий сотовой связи на мировом рынке обусловлена тем, что сегодня в условиях их стремительного развития операторы порой не могут четко определиться с выбором технологии и переносят акценты с одной технологии на другую. Это объясняется тем, что при наличии существенных отставаний во внедрении перспективны технологий происходит временное рассогласование, при котором одна технология не успевает еще полностью «прижиться», как на рынке появляется уже другая новая технология. Такая ситуация характерна и для России, когда речь идет о внедрении 3G/UMTS или LTE.

Представлена система оперативного мониторинга электромагнитной обстановки, позволяющая адаптировать сети сотовой связи к окружающей среде по экологическим критериям и критериям электромагнитной совместимости. Рассматриваются структура и состав входных данных, обсуждаются вопросы использования универсальных средств планирования сетей сотовой связи, а также выбираются модели распространения радиоволн. В качестве инструмента обработки результатов и их визуализации применяются инструменты геоинформационных систем

Представлены результаты исследований экранирующих свойств типичных кабелей, применяемых на различных объектах для передачи информации и управляющих сигналов. Появление электромагнитных помех высокого уровня в таких цепях может привести с серьезным нарушениям в технологическом процессе. Расчетные методы не дают достаточно точных значений помех при воздействии на кабели импульсных и периодических магнитных полей. Предложенная методика экспериментального определения в лабораторных условиях коэффициентов ослабления электромагнитного поля проста и позволяет получить достоверные результаты.

Методические указания содержат примеры решения типовых задач, индивидуальные задания для самостоятельного решения; справочные таблицы, позволяющие студентам решать задачи без дополнительных справочных материалов.

В методических указаниях представлены задания и методика выполнения расчетно-графической работы по расчету цепей переменного тока.

Для студентов специальностей: 200700, 210400, 210700.

Монография посвящена обзору исследований влияния эффектов электронного беспорядка на электрон-фотонное взаимодействие в металлах, сверхпроводниках, полупроводниках а также в различных низкоразмерных структурах. Актуальность поднятых в монографии вопросов определяется интенсивным развитием нанотехнологий, созданием новых наноструктурированных материалов и уникальных наноэлементов для электроники и фотоники. Упругое электронное рассеяние на границах наноструктур качественно меняет взаимодействие электронов с фотонами, что безусловно, должно учитываться при проектировании соответствующей элементной базы. Прикладная часть работы посвящена контролируемой модификации электронных процессов для оптимизации новых наносенсоров на основе электронного разогрева в сверхпроводниковых и полупроводниковых структурах.

В учебном пособии рассматриваются свойства классических полупроводниковых материалов и их применение в производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Предназначено для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электропривод и автоматика» и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов смежных специальностей.

Изложены основные разделы дисциплины «Электротехника и электроника». Приведено описание четырнадцати лабораторных работ. Каждая работа сопровождается теоретическим материалом в форме конспективного изложения основных разделов лекций, примерами расчетов и моделирования электрических цепей и электронных схем, расчетными домашними заданиями по обработке экспериментальных результатов. Компьютерный лабораторный практикум построен на базе современного программного комплекса TINA-8 компании Texas Instruments, упрощенную студенческую версию которого можно свободно получить на сайте http://www.ti.com/tool/tina-ti, и предназначен для формирования навыков, умений и компетенций в расчетах и экспериментальных исследованиях электрических цепей и электронных схем. Пособие может быть использовано как при традиционных, так и дистанционных технологиях обучения студентов.

В учебном пособии рассмотрены базовые разделы электроники: полупроводниковая электроника, микроэлектроника и функциональная электроника. Дано краткое изложение физических основ построения элементной базы приборов и устройств, их упрощённого математического анализа. Приведен список рекомендуемой литературы для углубленного изучения материала.

Даны необходимые указания к выполнению лабораторных работ по измерению средней мощности и энергии в импульсе лазерного излучения, приведены методики обработки результатов и расчета неопределенностей измерений.

Рассмотрены особенности электромагнитных помех в устройствах электронной аппаратуры, различающихся функциональным назначением и схемотехническим исполнением. Приведены результаты исследований, позволяющие обеспечить электромагнитную совместимость в радиоприемных, радиопередающих, вычислительных и других устройствах электронной аппаратуры.

Монография посвящена обзору исследований влияния эффектов электронного беспорядка на электрон-фононное взаимодействие в металлах, сверхпроводниках, полупроводниках, а также в различных низкоразмерных структурах. Актуальность поднятых в монографии вопросов определяется интенсивным развитием нанотехнологий, созданием новых наноструктурированных материалов и уникальных наноэлементов для электроники и фотоники. Упругое электронное рассеяние на границах наноструктур качественно меняет взаимодействие электронов с фононами, что, безусловно, должно учитываться при проектировании соответствующей элементной базы. Прикладная часть работы посвящена контролируемой модификации электронных процессов для оптимизации новых наносенсоров на основе электронного разогрева в сверхпроводниковых и полупроводниковых структурах.

Излагаются основные сведения по структуре электромагнитного поля элементарных излучателей в дальней зоне. Для фиксированной системы координат рассматриваются различные ориентации излучателей в пространстве. Приводятся условия ряда задач для самостоятельного решения. Все задачи, как правило, с ответами. В качестве примера приводится подробное решение двух задач. Формулируются вопросы и задания для самоконтроля качества усвоения материала.

Индивидуальные задания для самостоятельной работы и рекомендации по их выполнению для студентов дневной формы обучения по дисциплине "Электротехника и электроника".