1.1. Пояснить элементы ИС. Объяснить наличие перепадов и скачков напряжения ИС. Дать понятие фронтов ИС. Сделать анализ одиночного прямоугольного импульса.
1.2. Привести и пояснить классификацию ИС. Привести и пояснить основные параметры ИС. Объяснить особенность параметров двухполярных (разнополярных) импульсов. Дать понятия: одиночного импульса, серии (пачки) импульсов и различных последовательностей импульсов.
1.3. Сделать анализ реальных и аппроксимированных прямоугольных импульсов. Привести и пояснить дополнительные параметры ИС в абсолютных и относительных величинах. Дать понятие крутизны фронта Sф и среза Sс. Пояснить условие прямоугольности импульсов. Дать понятие активных длительностей ИС. Показать на временных диаграммах импульсной последовательности реальных прямоугольных сигналов основные параметры, включая длительность паузы и активную длительность импульса tиа, и дополнительные параметры, включая активные длительности tфа, tса.
1.4. Пояснить производные параметры импульсной последовательности: скважности Θ, коэффициента заполнения γ. Дать понятие импульсной Ри и средней Рср мощности импульсного сигнала. Привести расчётные формулы производных параметров импульсной последовательности реальных прямоугольных сигналов, включая среднее напряжение Uср.
1.5. Дать понятие преобразования Фурье и представить общую запись преобразования Фурье с разъяснением каждого из слагаемых. Изложить основу спектрального преобразования электрического сигнала в виде импульсных последовательностей на основании преобразования Фурье. Представить запись АЧС для напряжения периодической последовательности импульсных сигналов с разъяснением каждого из слагаемых. Объяснить порядок вычисления частот гармоник на основании периода импульсов.
1.6. Пояснить особенности аналитической записи АЧС импульсной последовательности прямоугольной формы в случае выбора начала отчёта времени посередине импульса. Рассказать, от каких параметров импульсной последовательности зависят: напряжение постоянной составляющей спектра U0/2 и амплитуды гармоник Umk, если известно, что Uо/2 =Um·γ и Umk = 2Um sinπkγ / πk. Дать понятие гармоникам, имеющим нулевую амплитуду.
1.7. Дать сравнительную характеристику АЧС последовательностей прямоугольных импульсов с различной длительностью tи при постоянстве периода следования Тп, т.е. с различной скважностью Θ или различным коэффициентом заполнения γ. Показать на АЧС прямоугольных импульсных сигналах активную ширину спектра ΔFcа.
1.8. Обобщить особенности спектров ИС. Дать понятие активной ширины спектра ΔFcа и пояснить, как зависит величина ΔFcа от формы импульсов. Охарактеризовать условия безискажённого пропуска ИС через электрическую цепь.
Уметь решать задачи: на определение параметров периодических импульсов, на построение АЧС последовательности прямоугольных импульсов
2.1. Дать определение ЦС, пояснить структуру (потенциальную и импульсную) и виды ЦС (последовательную и параллельную).
2.2. Пояснить суть булевой алгебры и привести её основные (базисные) функции.
Дать понятие логическим операциям и логическим элементам «НЕ (инверсии)», «ИЛИ (дизъюнкции)», «И (конъюнкции)» и привести их таблицы переключений (ТП), функции алгебры логики (ФАЛ), временные диаграммы (ВД) входных и выходных сигналов.
2.3. Доказать основные законы АЛ для одной переменной: нулевого множества, универсального множества, повторения, дополнительности, двойной инверсии. Дать понятия законам АЛ для двух и более переменных: переместительный, сочетательный, обращения, распределительный, поглощения, склеивания, инверсии (де Моргана).
2.4. Охарактеризовать виды алгебраической записи наборов переменных. Дать понятие минтермов (конституент «1») и макстермов (конституент «0»). Пояснить формы булевых функций: совершенной дизъюнктивной нормальной формы (СДНФ) и совершенной конъюнктивной нормальной формы (СКНФ).
2.5. Дать понятие минимизации логических функций (ЛФ).
Уметь решать задачи: по алгебраической записи наборов переменных в СДНФ и СКНФ,
по минимизации ЛФ, по построению схем на основе ЛФ с использованием ЛЭ «ИЛИ-НЕ» и «И-НЕ».
3.1.Привести и пояснить построение схемы простейшего параллельного ключа (ТК) на биполярном транзисторе NPN- структуры. Привести и охарактеризовать эквивалентные схемы параллельного ТК: открытого, закрытого.
3.2. Пояснить особенности статических режимов работы насыщенного параллельного ТК NPN-структуры: режим отсечки (эквивалентная схема и временные диаграммы закрытого БТ), активный режим, режим насыщения (эквивалентная схема и временные диаграммы насыщенного БТ). Показать на схеме транзисторного ключа прохождения токов в цепях базы и коллектора в режимах отсечки и насыщения. Сравнить напряжения на выходе ТК в этих режимах.
3.3. Пояснить работу ТК по статическим характеристикам БТ NPN-структуры с ОЭ: входной, совмещённой с проходной, выходной с нагрузочной прямой. Показать на данных статических характеристиках характерные для ТК режимы работы.
3.4. Привести и пояснить временные диаграммы управляющего и выходного напряжений идеального ключа на БТ NPN-структуры. Охарактеризовать логическую функцию, которую выполняет параллельный ключ.
3.5. Пояснить особенности динамических режимов реального ключа на БТ NPN-структуры: переход из выключенного состояния во включённое состояние и обратно.
3.6. Пояснить работу реального ТК по его временным диаграммам управляющего напряжения, тока коллектора и выходного напряжений в динамическом режиме включения и выключения. Дать понятия: времени задержки включения tз вкл и выключения tз выкл, времени формирования фронта tф и среза tс реального выходного сигнала ТК. Пояснить причины задержки выходного сигала транзисторного ключа при его включении и выключении. Дать определение быстродействия транзисторного ключа F.
3.7. Привести и пояснить параметры ТК и его передаточную характеристику (ПХ)
3.8. Дать понятие насыщенного ТК с внешним смещением с использованием схемы и временных диаграмм. Дать понятие насыщенного ТК с ускоряющей ёмкостью с использованием схемы, временных диаграмм. Указать недостатки насыщенных ТК.
3.9. Дать понятие, привести схему и пояснить работу ненасыщенного ТК с нелинейной (коммутируемой) обратной связью.
3.10. Охарактеризовать достоинства и недостатки ТК на ПТ. Пояснить работу ТК на МДП (МОП)-транзисторе с каналом N-типа для положительной логики: схема, статические характеристики, временные диаграммы.
3.11. Привести и пояснить структуру, принципиальную и эквивалентные схемы интегрального ключа с применением МДП (МОП)-транзисторов с каналом N-типа в качестве нагрузочного (НЭ) и переключающего (ПЭ) элементов для положительной логики с использованием передаточной характеристики и временных диаграмм.
3.13. Привести и пояснить структуру, принципиальную и эквивалентные схемы интегрального ключа с применением КМДП (КМОП)-структуры в качестве нагрузочного и переключающего элементов для положительной логики с использованием передаточной характеристики и временных диаграмм. Указать достоинства ТК на КМДП (КМОП)-структурах.
Уметь решать задачи на определение параметров ТК
4.1. Охарактеризовать особенности передачи импульсного сигнала по электрической цепи.
Сделать спектральный анализ RC-цепи, где выходное напряжение снимается с резистора, используя АЧХ данной цепи, на которой показать полосу пропускания. Сделать анализ выражения модуля коэффициента передачи К(ω) данной RC-цепи в зависимости от частоты гармонических составляющих импульсного сигнала.
4.2. Сделать спектральный анализ RC-цепи, где выходное напряжение снимается с конденсатора, используя АЧХ данной цепи, на которой показать полосу пропускания. Сделать анализ коэффициента передачи К(ω) данной RC-цепи в зависимости от частоты гармонических составляющих импульсного сигнала.
4.3. Сделать временной анализ работы RC-цепи, где выходное напряжение снимается с резистора, а на её вход даётся одиночный прямоугольный импульс. Показать и пояснить геометрическое построение на диаграмме выходного напряжения постоянной цепи τ данной цепи. Сделать анализ выражения напряжения на выходе данной цепи uвых(t) в зависимости от времени. Пояснить взаимосвязь спектрального и временного анализа с использованием записи скоса вершины δА или граничной частоты fн.
4.4. Сделать временной анализ работы RC-цепи, где выходное напряжение снимается с конденсатора, а на её вход даётся одиночный прямоугольный импульс. Показать и пояснить геометрическое построение на диаграмме выходного напряжения постоянной цепи τ данной цепи. Сделать анализ выражения напряжения на выходе данной цепи uвых(t) в зависимости от времени. Пояснить взаимосвязь спектрального и временного анализа с использованием записи активной длительности фронта tфа.
4.5. Дать определение ДЦ. Привести и пояснить временные диаграммы работы идеальной ДЦ при подаче прямоугольного импульса. Привести и пояснить временные диаграммы работы реальной ДЦ на RC-элементах при воздействии одиночного прямоугольного импульса. Пояснить, почему данная цепь квазидифференцирующая. Охарактеризовать условия относительно точного дифференцирования на основании спектрального и временного анализа RC-цепи.
4.6. Дать определение ИЦ. Привести и пояснить временные диаграммы работы идеальной ИЦ при подаче прямоугольного импульса. Привести и пояснить временные диаграммы работы реальной ИЦ на RC-элементах при воздействии одиночного прямоугольного импульса. Пояснить, почему данная цепь квазиинтегрирующая.
4.7. Привести и пояснить временные диаграммы работы реальных ДЦ и ИЦ на RC-элементах при воздействии последовательности прямоугольных импульсов.
4.8. Дать понятие интегрирования и дифференцирования на операционных усилителях: схемы, временные диаграммы. Привести и пояснить эквивалентные схемы, поясняющие назначение ОУ в дифференциаторах и интеграторах.
Уметь решать задачи: на определение параметров реальных ДЦ и ИЦ, на построение
временных диаграмм реальных ДЦ и ИЦ.
5.1. Привести и пояснить АЧХ и ФЧХ идеальной электрической цепи, выполняющей роль линии задержки (ЛЗ). Сделать анализ фазового сдвига каждой гармоники φk(t) и выходного напряжения uвых(t) для ЛЗ в соответствии с преобразованием Фурье. Привести и пояснить временные диаграммы работы ЛЗ при разных наклонах ФЧХ.
5.2. Дать понятие ЛЗ на длинных линиях (ДЛ): схема, время задержки. Охарактеризовать условия согласования ДЛ. Дать понятие цепочечных (искусственных) ЛЗ: схема, время задержки. Пояснить условие без искажённой передачи ИС через искусственную ЛЗ (ИЛЗ) с использованием характеристики затухания а(f) фильтра низкой частоты (ФНЧ), используя общую запись ΔFcа ≤ ΔFлз
5.3. Охарактеризовать ЛЗ на реальных логических элементах-инверторах («НЕ»). Дать понятие времени задержки распространения сигнала и представить на временных диаграммах: время задержки распространения при включении tPHL (перепад 1/0) и время задержки распространения при выключении tPLH (перепад 0/1) логического элемента. Дать понятие среднего времени задержки распространения tз р ср и охарактеризовать изменения этого значения при последовательном включении нескольких логических элементов. Пояснить, как определяется форма сигнала и время задержки при чётном и нечётном колестичве инверторов.
Уметь решать задачи на определение параметров ЛЗ