Проектирование электронных компонентов и устройств инфокоммуникационной техники

Бакалавриат 2020/2021

Статус: Курс по выбору (Инфокоммуникационные технологии и системы связи)

Направление: 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 4-й курс, 3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Самбурский Лев Михайлович

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 40

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Дисциплина «Проектирование электронных компонентов и устройств инфокоммуникацион-ной техники» служит для формирования и закрепления подхода к проектированию с помощью ЭВМ электронных компонентов и устройств, используемых для построения схем аналоговых, цифровых и аналого-цифровых электронных устройств передачи, приема и обработки информации, включающего основные принципы, методы и этапы автоматизированного проектирования и моделирования; ознакомления студентов с широко распространёнными САПР в области проектирования. Задачей дисциплины является усвоение основных положений современной теории проектирования электронных компонентов и устройств инфокоммуникационной техники, методов и средств решения проектных задач; получение практических навыков работы в современных системах автоматизированного проектирования. Текущий контроль предусматривает: • учет активности студентов в ходе проведения практических и лекционных занятий, выступления, участие в дискуссиях, консультации с преподавателями по выполнению домашнего задания и т.п.; • выполнение и защита домашних заданий; • выполнение текущих контрольных работ; Итоговый контроль в форме экзамена проводится в устной форме.

Цель освоения дисциплины

Целями изучения дисциплины «Проектирование электронных компонентов и устройств инфокоммуникационной техники» являются: • формирование и закрепление подхода к проектированию с помощью ЭВМ электронных компонентов и устройств, используемых для построения схем аналоговых, цифровых и аналого-цифровых электронных устройств передачи, приема и обработки информации, включающего основные принципы, методы и этапы автоматизированного проектирования и моделирования; • ознакомление студентов с широко распространёнными САПР в области проектирования.

Планируемые результаты обучения

знать: особенности и современные тенденции в автоматизированном проектировании РЭ аппаратуры для инфокоммуникаций; основные характеристики САПР РЭУ для инфокоммуниационной техники, структуру, состав, виды обеспечения
уметь: изобразить типовую структуру тракта приёма/передачи, основные характеристики элементов
знать: принципы построения математических моделей пассивных компонентов для низких и высоких частот
уметь: определять необходимый состав моделей пассивных компонентов для заданного режима работы
владеть: навыками определения параметров моделей пассивных компонентов по их характеристикам
знать: типовые структуры аналоговых и цифровых элементов систем связи; оптимальные режимы работы активных элементов; состав типовых структур синтеза аналоговых и цифровых элементов систем связи
уметь: описать структуру и принцип действия аналоговых и цифровых элементов систем связи
владеть: навыками реализации согласующе-корректирующе-фильтруюших цепей
знать: основные органы и настройки управления в среде моделирования SPICE и MWO; принципы линейного и нелинейного моделирования в среде моделирования SPICE и MWO
уметь: выбрать необходимый режим моделирования для заданного компонента и режима работы
владеть: навыками запуска, настройки и анализа результатов различных режимов расчёта в среде моделирования SPICE и MWO

Содержание учебной дисциплины

Введение. Общие вопросы автоматизированного проектирования электронных компонентов и устройств инфокоммуникационной техники
Особенности проектирования радиоэлектронной аппаратуры для инфокоммуникаций. Современные тенденции в автоматизированном проектировании электронных компонентов и устройств инфокоммуникационной техники. Структура беспроводных телекоммуникационных систем связи, их основные параметры и характеристики. Основные функциональные блоки, их назначение и основные параметры и характеристики. Технологии мультиплексирования и пространственно-временного кодирования. Системы автоматизированного проектирования радиоэлектронных устройств для инфокоммуникационной техники, их место среди других автоматизированных систем. Обзор основных программных продуктов. Виды обеспечения САПР. Структура САПР. Состав САПР электронных компонентов и устройств инфокоммуникационной техники. Моделирование на всех этапах проектирования.
Математическое описание элементов и устройств инфокоммуникационной техники
Математические и схемотехнические модели компонентов для низких и выскоих частот (конденсаторов, индуктивностей, резисторов, диодов, транзисторов, портов). Математические и схемотехнические модели микрополосковых линий передачи. Использование матриц для описания элементов и устройств ВЧ и СВЧ-диапазона. Определение основных рабочих характеристик устройств через матричные параметры. Применение S-матриц для автоматического формирования математической модели произвольных РТ- и СВЧ-устройств.
Методы автоматизированного проектирования электронных компонентов и устройств инфокоммуникационной техники
Синтез аналоговых и цифровых элементов систем связи. Синтез оптимальных режимов работы активных элементов. Синтез согласующе-корректирующе-фильтруюших цепей РТ- и СВЧ-устройств. Реализация согласующе-корректирующе-фильтруюших цепей. Проектирование РТ- и СВЧ-устройств с использованием САПР.
Основы работы в системах SPICE и Microwave Office
Среда проектирования. Линейное моделирование схем в частотной области. Нелинейный анализ электронных схем в режиме большого сигнала. Нелинейное моделирование схем со значительной нелинейностью с помощью метода гармонического баланса и слабо нелинейных схем с помощью метода рядов Вольтерры. *Трёхмерное электро-магнитное моделирование многослойных структур (тема для самостоятельного изучения). Проектирование печатных конструкций и топологии ИС. * Использование экстракции (тема для самостоятельного изучения).

Элементы контроля

аудиторная работа
домашняя работа
контрольная работа
экзамен

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (3 модуль)
0.16 * аудиторная работа + 0.16 * домашняя работа + 0.18 * контрольная работа + 0.5 * экзамен

Программа дисциплины