Полная версия

Главная arrow Техника arrow ВВЕДЕНИЕ В РАДИОЭЛЕКТРОНИКУ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Введение

Итак, вы переступили порог университета. На несколько лет он станет вашим родным домом, покинув который вы всю свою жизнь будете вспоминать «альма-матер» (лат. aima mater - буквально кормящая мать). Вы отдадите университету лучшие годы своей жизни, а он взамен вооружит вас знаниями - основой вашей будущей карьеры, изменит ваш внутренний мир и сделает вас интеллигентными, образованными людьми, активными гражданами нашего отечества.

Здесь вы встретите друзей, а может быть и свою любовь. Это люди, с которыми вы пройдете всю свою жизнь, и которые всегда придут вам на помощь.

Однако результат во многом зависит от вас самих. Что же надо делать?

Прежде всего, надо распрощаться с некоторыми иллюзиями школьных лет.

  • 1. Высшее образование необязательное. Поэтому в университете не учат, а учатся. Конечно, кос-какие дисциплинарные меры действуют. Однако их существенно меньше, чем в школе. Обманчивое ощущение свободы, подкрепленной студенческим фольклором, может сыграть с первокурсником злую шутку. Процент отсева студентов на первом курсе весьма высок.
  • 2. Высшее учебное заведение предоставляет вам возможность получить знания и навыки, необходимые для вашей будущей профессиональной деятельности. В школе вы привыкли, что учителя вас учат. В вузе преподаватели будут преподавать вам дисциплины. Ваша задача перенять у преподавателя как можно больше того, что он знает и умеет.
  • 3. Высшее учебное заведение готовит специалистов для работы в конкретной сфере профессиональной деятельности, которая будет успешной только при условии освоения всех дисциплин учебного плана, как единого и неразрывного целого[1]. Студенты, продолжающие по школьной привычке учить предметы (русский язык, алгебру, химию, историю[2]...), каждую очередную дисциплину воспринимают как абсолютно новую. В результате возникают трудности её освоения. Это вынуждает переходить на бессмысленную зубрежку, что порождает новые проблемы и т.д.
  • 4. Основой образования в техническом вузе является фундаментальная подготовка (математике, физике, теории электрических цепей и т.п.). Это связано с тем, что на современном этапе развития производства изучить все нужные инженерные дисциплины на рецептурном уровне не под силу никому. Хорошая теория экономит массу времени и финансовых средств, существенно сокращая небезопасный процесс постижения истины методом проб и ошибок. К. А. Гельвеций[3] писал, что знание некоторых принципов легко возмещает незнание некоторых фактов.
  • 5. Следует понять, что научится делать то, что не умеешь - дело не легкое, так что приготовьтесь к самостоятельной и напряженной учебе.

Чтобы не жалеть в будущем о потерянном времени, надо поставить перед собой цель, и делать все возможное для её достижения. Какие же это цели? Конечно, у всех они разные и вы свободны в своем выборе. Однако в общих чертах картину можно представить приблизительно следующим образом:

получить диплом о высшем образовании - самая простая цель. Некоторая часть студентов, поставившая эту цель, так и не получают диплома, те же, кто получает, часто работает не по специальности[4];

получить общее представление о предмете выбранной специальности - более высокая цель, но она не очень далека от первой;

получить объем знании и умений, которого достаточно для решения стандартных задач - вполне разумная цель, в любом деле нужны грамотные исполнители и, в конце концов, все в мире держится на армии добросовестных, умелых работников;

получить фундаментальные знания, а также навыки самостоятельного решения широкого круга задач и проблем в выбранной сфере деятельности - высокая цель, те, кто её поставил перед собой, имеют заметные успехи уже на студенческой скамье, ведут самостоятельные исследовательские работы под руководством преподавателей вуза, участвуют в работе научных конференций и т.п., это будущее нашего научно- технического прогресса;

стать разносторонне образованным, активным и высококультурным членом общества, квалифицированным специалистом, способным самостоятельно выявлять проблемы и находить способы их решения с использованием фундаментальных знаний, научных методов познания и системного подхода - высокая и благородная цель. Это будущее нашей страны.

Теперь обсудим организацию учебы в вузе.

Обучение здесь ведется в форме лекции, упражнений (семинаров), лабораторных работ. Каждая форма учебных занятий выполняет свою функцию. Ни одной из них нельзя отдать предпочтение, поскольку только единство форм образует фундамент образовательной системы.

Лекции - читаются преподавателями, как правило, большим потокам студентов. Основная цель - изложить фундаментальные основы дисциплины. Для того чтобы представить общую картину на лекциях, используются идеализированные математические модели. Контроль освоения материала лекций проводится на упражнениях и в учебной лаборатории. Лекторы проводят консультации студентов по установленному расписанию. Помните, что даже при наличии учебника (учебников) лектор излагает на лекции свое индивидуальное видение предмета. Много из того, что есть в лекциях, может отсутствовать в книгах. Поэтому лекции надо посещать регулярно. Чужой конспект не скомпенсирует пропущенной лекции (см. выше о школьных иллюзиях).

Упражнения - проводятся преподавателем в учебной группе. В гуманитарных дисциплинах такие занятия называются семинарами. Основная цель - освоить приёмы решения стандартных задач с использованием материала лекций. Без этого немыслимо эффективное обучение. Кроме того, на упражнениях вырабатываются навыки самостоятельного поиска методов решения и развиваются творческие способности. Контроль результатов обучения осуществляется не только на самих занятиях, но с помощью индивидуальных расчетных заданий.

Лабораторные работы - проводятся в учебных лабораториях. Основная цель - дать возможность соприкоснутся с реальными объектами. В лаборатории студент получает навыки проведения самостоятельных экспериментов. Здесь развивается наблюдательность и способность выявления противоречий между теоретическими моделями (лекциями и упражнениями) и реальным объектом. Будущий инженер (физик, химик, биолог,...) должен уметь общаться с миром, который его окружает. Контроль знаний и умений проводится в учебной лаборатории в форме защиты. При защите вы не только отчитываетесь о проделанной работе, но и получаете навыки ведения дискуссии, аргументации и отстаивания свой точки зрения.

Ввиду особой важности остановимся на приёмах работы на лекциях.

Манера чтения лекции разительно отличается от урока учителя в школе. Дело конечно не в числе слушателей (до 200 чел), а в том, что лектор делится со студенческой аудиторией своими знаниями, а иной раз и раздумьями. Он приглашает аудиторию к совместной работе. Поэтому лектор редко прибегает к диктовке, а на старших курсах почти не использует это приём. Темп подачи материала тоже отличается от школьных норм. Поэтому, особенно вначале, у студентов возникают проблемы с записью лекций. Ошибка состоит в стремлении записать материал дословно. Вот несколько советов.

  • 1. Не надо торопиться. Дослушайте до конца фрагмент лекции. Лектор всегда делает паузы. Попытайтесь понять, что именно он хочет вам разъяснить. Затем запишите своими словами то, что поняли. Если не поняли, то в конце лекции задайте вопрос.
  • 2. Используйте сокращения слов. Выработайте систему сокращений и условных знаков (пиктограмм, иероглифов). Используйте математические символы. Например, вместо «Пройденный телом путь равен ускорению, умноженному на квадрат времени и деленному на два», пишите:

«Путь = ускор*врем2/2».

  • 3. Внимательно записывайте формулы. Формула - это концентрированная форма представления информации. Рядом с формулой дайте свои разъяснения с учетом п.п. 1 и 2.
  • 4. Аккуратно и внимательно зарисовывайте иллюстрации и графики. Помните, один график может быть полезней многих слов. Рядом с графиком запишите комментарий лектора, но с учетом сказанного выше. Добавьте свои комментарии.

Не волнуйтесь и тем более не пугайтесь, если проявите упорство, то запись лекций очень скоро не будет для вас проблемой. Имейте в виду, у студентов старших курсов никаких особых проблем с записью лекций нет.

Конечно, одних только лекций для освоения той или иной дисциплины недостаточно. Число лекций ограничено. Поэтому лектор вынужден отбирать материал так, чтобы осветить наиболее важные, ключевые вопросы дисциплины. Лекционный материал следует дополнить работой с книгой. Желательно не только при подготовке к экзаменам. Как правило, существует учебник или учебное пособие. В них дается более полное, подробное и систематизированное изложение дисциплины. Материал лекций служит путеводной нитью при работе с учебником.

При работе с книгой будущий инженер не должен скользить по тексту так, как будто это очередной детективный роман. Вы должны понять все доводы автора, доказательства и математические выкладки. Полезно математические преобразования и решения уравнений проделать самостоятельно. Обязательно сопоставьте материал учебника с вашими предыдущими знаниями. Не принимайте его на веру. Если что-то из перечисленного выше нс удается сделать, обязательно проконсультируйтесь у преподавателя[5].

Те, кто ставит перед собой более высокие цели, должны уже на первом курсе дополнительно читать книги, не входящие в список рекомендованной литературы. Например, при изучении математики очень полезно заглянуть в книгу Я. Б. Зельдовича и И. М. Яглома «Высшая математика для начинающих физиков и техников», а при изучении физики - в знаменитые и очень популярные Феймановские лекции по физике. У вас всегда под рукой должны быть справочники по математике и физике.

В лекциях и в книгах вы встретите формулы. В инженерных науках их много, а иногда даже очень много. Не пугайтесь!

Формулы отображают закономерности, которые существуют в реальном мире. Закономерности могут быть представлены не только формулами, но и уравнениями, которые следует решить. Сами по себе формулы не представляют интереса. Поэтому их не следует заучивать. Надо понять их содержание. Тогда они легко запомнятся сами собой. Числовые множители в большинстве случаев не так важны как функциональные связи. Например, преподавателю вполне достаточно, если вы скажете, что плотность потока мощности точеного источника света убывает пропорционально квадрату расстояния от него до точки наблюдения. Это можно также записать, например, так П ~ 1 /г[6] . Ну, а пропущенный множитель преподаватель, конечно же, вам простит1. Вы должны воспитать в себе уверенность, что любую формулу в учебнике и лекциях вы можете вывести самостоятельно[6].

Нельзя обойти вопрос о роли компьютера в процессе обучения, поскольку здесь сложилась не совсем нормальная и даже странная ситуация.

Компьютер - это инструмент инженера, а не его заменитель. По сути, электронная вычислительная машина (ЭВМ) - это всего лишь автомат, работу которого можно интерпретировать как операции с числами. Автомат выполняет только то, что ему предписывает программа, созданная человеком.

У некоторой части выпускников школ сложилось впечатление (не без внешнего влияния) о всемогуществе персонального компьютера (ПК). Однако программы пишут люди, а среди программистов бытует поверье - «нет такой программы, в которой не было бы пары ошибок». Студентов очень удивляет, что преподаватель без всяких предварительных расчетов возвращает на переделку работу, выполненную на ПК, указав на ошибки[8].

Надо трезво оценивать возможности ПК. Поэтому прежде чем проводить расчет, надо примерно представлять какой же получится результат. И если вдруг окажется, что путь, пройденный телом, равен 10 16 м, то неплохо бы вспомнить, что размер атома порядка 10 10 м, а размер его ядра - 10 [9]' метра.

Некоторые продвинулись дальше и, заучив какое-то количество магических заклинаний и поместив с их помощью в желаемые места кнопочки и окошечки, решили, что они научились программировать. Амбиции быстро исчезают, когда начинается институтский курс программирования. Очень странно, но в век всеобщей компьютерной грамотности у студентов часто возникают проблемы с получение зачета по этому курсу[9].

Дело в том, что программирование не сводится к демонстрации внешне экстравагантных эффектов. Инженеры занимаются прикладным программированием, которое направлено на решение конкретной практической проблемы. Это подразумевает отличное владение математикой и логикой, а также наличие знаний в области, связанной с этой проблемой[11]. То же, что некоторые принимают за программирование - это лишь видимая часть айсберга.

К вопросу использования вычислительной техники примыкает и вопрос о точности результатов расчета. Обычно калькулятор или Г1К отображают не менее 6 значащих цифр. Однако точность исходных данных в инженерной практике редко превышает единицы процентов. Поэтому вести расчеты с большей точностью не имеет смысла. Это так же делает весьма полезным навык «устного счета». При надлежащей тренировке вы сможете считать быстрее калькулятора, а в инженерном деле (да и в студенческой практике) иногда выигрыш по времени с лихвой компенсирует потерю точности. Кое-что полезное для быстрого счета вы найдете в приложении.

Теперь несколько слов о содержании книги, которые поясняют концепцию автора.

Специалисты по радиоэлектронике занимаются разработкой средств передачи, приёма, хранения, защиты и обработки информации. Именно технические проблемы связи привели в средине XX в. к зарождению теории информации. Значительная часть ЭВМ в 50-х годах XX в. была задумана и создана для обслуживания радиосистсм различного назначения. Современное радиоэлектронное устройство - это специализированная электронная вычислительная машина. В настоящее время нет четкой фаницы между радиотехникой и информатикой. Поэтому в первом разделе излагаются основные этапы развития информатики и её связи с радиоэлектроникой. Этот материал, несомненно, будет способствовать расширению кругозора читателя.

Теперь уже не возможно себе представить нашу жизнь и практическую деятельность без радиоэлектроники. Радиоэлектронные устройства и системы прочно вошли в повседневную жизнь. С их помощью решается широкий круг научных и технических задач (раздел 9).

В результате изучения дисциплины студент должен освоить:

трудовые действия

  • - методы анализа и расчета электрических цепей и схем типовых аналоговых и цифровых узлов электронной аппаратуры;
  • - навыки составления эквивалентных схем полупроводниковых приборов и электронных устройств;
  • - навыки чтения принципиальных схем и построения временных диаграмм;

необходимые умения

  • - технически грамотно пользоваться терминологией радиоэлектроники;
  • - определять возможности применения методов анализа для решения конкретных задач;
  • - строить схемные и математические модели полупроводниковых приборов и устройств;
  • - применять на практике методы анализа электрических цепей;
  • - ставить и решать схемотехнические задачи;

необходимые знания

  • - основные понятия радиоэлектроники;
  • - основные виды сигналов, их свойства и описание во временной и частотной областях;
  • - основные положения теории и топологические методы электрических цепей;
  • - методы анализа линейных и нелинейных цепей при гармонических и произвольных воздействиях;
  • - физические основы полупроводниковой электроники;
  • - основы автоматизации проектирования и схемотехнического моделирования электронных устройств;
  • - основные направления и тенденции современного развития радиоэлектроники.

Все разделы дополнены кошрольными вопросами, а в некоторых из них есть и задачи.

В приложении к основному материалу приведены сведения, которые будут полезны студентам, особенно первокурсникам.

  • [1] Это вовсе нс означает, что в каждой дисциплине надо знать абсолютно вес. Ноизучение каждой следующей предполагает наличие знаний и умений во всехпредыдущих.
  • [2] Из-за разнообразия и разнородности дисциплин в школе внимание учеников неакцентируется на междисциплинарных связях.
  • [3] Клод Адриан Гельвеций (фр. Claude Adrien Helvetius, 1715-1771)-французский литератор и философ-материалист.
  • [4] Стоило ли мучиться, если порученную вам работу можно выполнять и, не имеяквалификации инженера. Один отличный техник стоит трех недоученных инженеров, а одна квалифицированная секретарь-машинистка, подготовленная вПТУ, может заменить пяток барышень с дипломами о высшем образовании.
  • [5] Только не приходите с распространенным школьным вопросом: «Скажите, какнадо отвечать на этот вопрос?».
  • [6] Представьте себе спортсмена-прыгуна, который стоит на дорожке и не верит,что возьмет высоту.
  • [7] Представьте себе спортсмена-прыгуна, который стоит на дорожке и не верит,что возьмет высоту.
  • [8] ? Обычно студенты в этом случае говорят: «Я же на компьютере считал по формулам. ПК дал такой результат».
  • [9] Это результат стремления средней школы формально внедрить информатику вголовы учеников, а не развивать у них способность к логическому мышлению,без которого программирование невозможно.
  • [10] Это результат стремления средней школы формально внедрить информатику вголовы учеников, а не развивать у них способность к логическому мышлению,без которого программирование невозможно.
  • [11] Это важно и при использовании готовых прикладных программ.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>