Радиофизика: различия между версиями

Текущая версия на 14:01, 4 октября 2022

Факультетский курс
3 курс, 5 семестр, 48 часов (16 лекций, 8 семинаров)
Лекторы:
1 поток: профессор Вятчанин Сергей Петрович,
2 поток: профессор Биленко Игорь Антонович.

Правила приема экзаменов по курсу "Радиофизика"

Материалы по курсу "Радиофизика": Конспекты лекций, методические разработки к семинарам, вопросы к экзамену

Преподаватели курса "Радиофизика"

Аннотация курса

В курсе описаны физические процессы и явления при линейном и нелинейном преобразованиях сигналов в радио- и оптоэлектронных устройствах. Приведена классификация линейных и нелинейных сосредоточенных и распределенных систем. Описаны возможности нелинейных преобразований сигналов, реализующих, в частности, операции модуляции и детектирования. Изложены физические основы работы нелинейных элементов электроники, принципы создания усилителей и генераторов электрических и оптических сигналов, элементы теории информации, принципы и устройства цифровой обработки сигналов. Даны примеры использования методов радиофизики.

Основные разделы курса:

Введение.
Рождение и развитие радиофизики. Предмет и содержание курса. Радиофизика - наука о физических явлениях, методах и системах передачи, приема и обработки информации.
Линейные системы.
Сосредоточенные и распределенные цепи. Условия квазистационарности. Комплексный метод анализа линейных цепей. Колебательные контуры, дифференцирующие и интегрирующие цепочки. Спектральный метод анализа процессов в линейных цепях. Условия неискаженной передачи сигналов. Длинные линии и волноводы. Излучающие системы.
Нелинейные преобразования в радиофизике.
Основные нелинейные элементы и их дифференциальные параметры. Полупроводниковый диод, туннельный диод, нелинейная емкость. Модуляция и ее виды, детектирование. Основные характеристики детектирующих устройств. Частотный детектор. Синхронный детектор.
Основы полупроводниковой электроники.
Биполярный транзистор, полевой транзистор, их характеристики, эквивалентные схемы, H-параметры.
Усиление электрических сигналов.
Основные понятия. Классификация усилителей. Усилительный каскад на полевом транзисторе. Частотная, фазовая и амплитудная характеристики усилителей. Усилители на биполярных транзисторах. Резонансные усилители. Широкополосные усилители. Обратная связь в усилителях. Операционный усилитель. Электрические флуктуации в линейных и нелинейных элементах. Теоремы Найквиста и Шоттки, низкочастотные шумы. Эквивалентная шумовая температура усилителя. Минимально обнаружимый сигнал.
Генерирование электрических колебаний.
LC- и RC-генераторы гармонических колебаний. Баланс амплитуд и фаз. Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения. Проблема стабильности частоты. Генераторы электрических колебаний специальной формы. Мультивибраторы.
Элементы теории информации.
Понятие сигнала, канала связи и количества сведений. Теорема Котельникова. Помехоустойчивость. Триггер. Элементы логики и памяти цифровой электроники. Физические ограничения скорости счета на ЭВМ.
Некоторые применения радиофизических методов.
Электронный сканирующий микроскоп, ЯМР микроскопия. Допплеровская и планетная радиолокация.

Литература

Основная

Основы радиофизики. Под ред. А.С.Логгинова. М., 1996.
Е.И.Манаев. Основы радиоэлектроники. М., 1985.
А.П.Молчанов, П.Н.Занадворов. Курс электротехники и радиотехники. М., 1976.

Вспомогательная

И.С.Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы. М., 1986.
С.Сентурия, Б.Уэддок. Электронные схемы и их применение. М., 1977.
Е.М.Гершензон и др. Радиотехника. М., 1971.
И.Е.Ефимов. Современная микроэлектроника. М., 1973.
К.С. Ржевкин. Физические принципы действия полупроводниковых приборов. М., 1986.
С.Зи. Физика полупроводниковых приборов. М., 1984.
П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники в 3 т. М., 1993.
М. Кауфман, А. Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике. Справочник в 2 т. М., 1991-1993.

Программу составили: проф. В. Б. Брагинский и проф. А. С. Логгинов

@@ Строка 4: / Строка 4: @@
 Лекторы: <br>
 поток: профессор [[Вятчанин Сергей Петрович]],<br>
-поток: профессор [[Логгинов Александр Сергеевич]]<br>
+поток: профессор [[Биленко Игорь Антонович]].<br>
-В курсе описаны физические процессы и явления при линейном и нелинейном преобразованиях сигналов в радио- и оптоэлектронных устройствах. Приведена классификация линейных и нелинейных сосредоточенных и распределенных систем. Описаны возможности нелинейных преобразований сигналов, реализующих, в частности, операции модуляции и детектирования. Изложены физические основы работы нелинейных элементов электроники, принципы создания усилителей и генераторов электрических и оптических сигналов, элементы теории информации, принципы и устройства цифровой обработки сигналов. Даны примеры использования методов радиофизики.
+====[[Правила приема экзаменов по курсу "Радиофизика"]]====
-==Правила приема экзаменов по курсу "Радиофизика"==
+====[[Материалы по курсу "Радиофизика": Конспекты лекций, методические разработки к семинарам, вопросы к экзамену]]====
+<!--[http://www.osc.phys.msu.ru/mediawiki/upload/Radiophysics/programRF.pdf Программа курса в формате PDF] -->
-Билет по радиофизике на 1 и 2 потоках состоит из шести пунктов:
-# Вопрос [[Медиа:TeorminF.pdf |теоретического минимума]] (необходим для получения положительной оценки за экзамен, 1 балл)
-# Вопрос [[Медиа:TeorminF.pdf |теоретического минимума]] (необходим для получения положительной оценки за экзамен, 1 балл)
-# Лекторский теоретический вопрос (1 балл)
-# Простая задача (1 балл)
-# Задача (1 балл)
-# Задача (2 балла)
-<b>Разъяснения:</b>
+====[[Преподаватели  курса "Радиофизика"]]====
-При правильном ответе за каждый из пяти первых вопросов экзаменатор выставляет по 1 баллу, последний вопрос оценивается в 2 балла. Максимально возможное количество баллов равно 7.
-Критерий соответствия количества набранных при ответе баллов оценке за экзамен по радиофизике:
+==Аннотация курса==
-# при наборе более 5 баллов за ответ, выставляется оценка "<b>отлично</b>"
+В курсе описаны физические процессы и явления при линейном и нелинейном преобразованиях сигналов в радио- и оптоэлектронных устройствах. Приведена классификация линейных и нелинейных сосредоточенных и распределенных систем. Описаны возможности нелинейных преобразований сигналов, реализующих, в частности, операции модуляции и детектирования. Изложены физические основы работы нелинейных элементов электроники, принципы создания усилителей и генераторов электрических и оптических сигналов, элементы теории информации, принципы и устройства цифровой обработки сигналов. Даны примеры использования методов радиофизики.
-# при наборе от 4 до 5 баллов - оценка "<b>хорошо</b>"
-# при наборе от 3 до 4 (исключительно) - оценка "<b>удовлетворительно</b>"
-# принаборе менее 3 баллов - оценка "<b>неудовлетворительно</b>"
-Если студент не отвечает <b>ХОТЯ БЫ НА ОДИН ИЗ ДВУХ(!)</b> вопросов [[Медиа:TeorminF.pdf |теоретического минимума]], то разговор с ним на экзамене прекращается и ему выставляется сразу оценка "<b>неудовлетворительно</b>".
 ==Основные разделы курса:==
-# Линейные системы. Методы исследования. Сосредоточенные и распределенные цепи. Спектральный метод анализа процессов в линейных цепях.
+#'''Введение.'''<br> Рождение и развитие радиофизики. Предмет и содержание курса. Радиофизика - наука о физических явлениях, методах и системах передачи, приема и обработки информации.
-# Нелинейные преобразования в радиофизике.
+#'''Линейные системы.'''<br> Сосредоточенные и распределенные цепи. Условия квазистационарности. Комплексный метод анализа линейных цепей. Колебательные контуры, дифференцирующие и интегрирующие цепочки. Спектральный метод анализа процессов в линейных цепях. Условия неискаженной передачи сигналов. Длинные линии и волноводы. Излучающие системы.
-# Основы полупроводниковой электроники.
+# '''Нелинейные преобразования в радиофизике.'''<br> Основные нелинейные элементы и их дифференциальные параметры. Полупроводниковый диод, туннельный диод, нелинейная емкость. Модуляция и ее виды, детектирование. Основные характеристики детектирующих устройств. Частотный детектор. Синхронный детектор.
-# Усиление электрических сигналов.
+# '''Основы полупроводниковой электроники.'''<br> Биполярный транзистор, полевой транзистор, их характеристики, эквивалентные схемы, H-параметры.
-# Электрические флуктуации в линейных и нелинейных элементах.
+# '''Усиление электрических сигналов.'''<br> Основные понятия. Классификация усилителей. Усилительный каскад на полевом транзисторе. Частотная, фазовая и амплитудная характеристики усилителей. Усилители на биполярных транзисторах. Резонансные усилители. Широкополосные усилители. Обратная связь в усилителях. Операционный усилитель. Электрические флуктуации в линейных и нелинейных элементах. Теоремы Найквиста и  Шоттки, низкочастотные шумы. Эквивалентная шумовая температура усилителя. Минимально обнаружимый сигнал.
-# Генерирование электрических колебаний.
+<!--# '''Электрические флуктуации в линейных и нелинейных элементах.'''<br>-->
-# Элементы теории информации.
+# '''Генерирование электрических колебаний.'''<br> LC-  и RC-генераторы гармонических колебаний. Баланс амплитуд и фаз. Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения. Проблема стабильности частоты. Генераторы электрических колебаний специальной формы. Мультивибраторы.
-# Некоторые применения радиофизических методов.
+# '''Элементы теории информации.'''<br> Понятие сигнала, канала связи и количества сведений. Теорема Котельникова. Помехоустойчивость. Триггер. Элементы логики и памяти цифровой электроники.  Физические ограничения скорости счета на ЭВМ.
+# '''Некоторые применения радиофизических методов.'''<br> Электронный сканирующий микроскоп, ЯМР микроскопия. Допплеровская и планетная радиолокация.
-==Материалы по курсу: Конспекты лекций, методические разработки к семинарам, вопросы к экзамену==
-[[Медиа:TeorminF.pdf  | Теоретический минимум по курсу "Радиофизика" (первые 2 вопроса в экзаменационном билете)]]
-=Первый поток=
-# [http://hbar.phys.msu.ru/hbar/pages/vyat/conswork.pdf Конспект лекций] [[Вятчанин Сергей Петрович|С.П. Вятчанина]]
-# [http://hbar.phys.msu.ru/hbar/pages/vyat/task.pdf Задачи для любознательных]
-# [http://hbar.phys.msu.ru/hbar/pages/vyat/quest.pdf Задачи и вопросы по курсу "Радиофизика" для подготовки к экзамену]
-# [http://hbar.phys.msu.ru/hbar/pages/vyat/quexam.pdf Вопросы к устному экзамену по курсу "Радиофизика" (первый поток)]
-# [http://hbar.phys.msu.ru/hbar/pages/vyat/seminar/mr_radio_p.pdf Методическая разработка к семинарам по радиофизике.] Авторы: [[Воронцов Юрий Иванович | Ю.И. Воронцов]] и [[Биленко Игорь Антонович|И.А. Биленко]]
-=Второй поток=
+===Литература===
-# Лекции по радиофизике А.С. Логгинова
+====Основная====
-## [[Медиа:Lecture 1-RF-historic intro 04-03-09.pdf |Лекция №1 "Радиофизика. Историческое введение."]] ([[Медиа:Lecture 1-09-02-09 Present.pdf| Слайды к лекции]])
+# Основы радиофизики. Под ред. А.С.Логгинова. М., 1996.
-##[[Медиа:Lecture 2 04-03-09.pdf|Лекция №2 "Представление о сигналах и способах их описания"]] ([[Медиа:Lecture 2-16-02-09 Present.pdf| Слайды к лекции]])
+# Е.И.Манаев. Основы радиоэлектроники. М., 1985.
-#[[Медиа:ASLogginov exam questions.pdf| Вопросы к устному экзамену по курсу "Радиофизика" (второй поток)]]
+# А.П.Молчанов, П.Н.Занадворов. Курс электротехники и радиотехники. М., 1976.
+====Вспомогательная====
+# И.С.Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы. М., 1986.
+# С.Сентурия, Б.Уэддок. Электронные схемы и их применение. М., 1977.
+# Е.М.Гершензон и др. Радиотехника. М., 1971.
+# И.Е.Ефимов. Современная микроэлектроника. М., 1973.
+# К.С. Ржевкин. Физические принципы действия полупроводниковых приборов. М., 1986.
+# С.Зи. Физика полупроводниковых приборов. М., 1984.
+# П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники в 3 т. М., 1993.
+# М. Кауфман, А. Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике. Справочник в 2 т. М., 1991-1993.
-==Учебные пособия==
+''Программу составили: проф. В. Б. Брагинский и проф. А. С. Логгинов''
-[[Медиа:Low Frequency Amplifiers and RC-generators on transistors and integral chips Yu I Kuznetsov A S Logginov V P Mitrofanov 2009.pdf| Учебное пособие: "Усилители и RC-генераторы низкой частоты на транзисторах и интегральных схемах" Авторы: Ю.И. Кузнецов, А.С. Логгинов, В.П. Митрофанов]]