Цифрова схемотехніка

Анотація навчальної дисципліни

Мета вивчення дисципліни: забезпечити розвиток загальних та спеціальних компетентностей майбутніх бакалаврів, розвиток сучасного конструктивного, фундаментального мислення та системи спеціальних знань з основних принципів конструювання аналогових та цифрових схем сучасної медичної електронної апаратури, розуміння технічних принципів її роботи..

Практичне значення та використання отриманих знань:
аналізувати різні технічні рішення провідних фірм на рівні структурних схем і розробляти рекомендації щодо їх конкретного використання на рівні принципових; розуміти специфіку розроблення електронних схем з урахуванням медичного застосування; сформувати навички вибору раціональних методів та технологій реєстрації біологічних сигналів із застосуванням різних режимів та алгоритмів; навчити рекомендувати найприйнятніші технологічні рішення з елементної бази, необхідних для реалізації конкретних пристроїв та засобів.

Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Загальна характеристика скінченних автоматів».
Лекція 2. «Регістри: Паралельні регістри. Зсувні регістри. Реверсивні зсувні регістри. Кільцеві регістри. Регістр - «лічильник Джонсона».
Лекція 3. «Лічильники асинхронні: Асинхронні та синхронні лічильники. Реверсивні лічильники. Лічильники-дільники частоти».
Лекція 4. «Лічильники синхронні: Двійково-десяткові лічильники. Лічильники з керованим коефіцієнтом перелічування».
Лекція 5. «Формувачі імпульсів: Детектори фронтів імпульсів. Розширювачі імпульсів. Спускові генератори імпульсів».
Лекція 6. «Генератори імпульсів: Одновібратори на логічних елементах І-НЕ, АБО-НЕ та на операційних підсилювачах».
Лекція 7. «Цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП): ЦАП на засадах аналогового суматора, резистивної структури R-2R, комутаторів струму».
Лекція 8. «Аналого-цифрові перетворювачі (АЦП): АЦП послідовного розгортання. АЦП слідкуючого розгортання. АЦП порозрядного зрівноважування».
Лекція 9. «Аналого-цифрові перетворювачі (АЦП): АЦП з подвійним інтегруванням. Паралельні АЦП. Конвеєрний АЦП».
Лекція 10. «Елементна база для реалізації електронних медичних пристроїв».
Лекція 11. «Елементна база портативних медичних електронних пристроїв реєстрації ЕКГ та ЕЕГ».
Лекція 12. «Елементна база у пристроях пульсової оксиметрії».
Лекція 13. «Компоненти для засобів цифрової рентгеноскопії».
Лекція 14. «Модулі для забезпечення комп’ютерної томографії. Компоненти для засобів магнітно-резонансної томографії (МРТ)».
Лекція 15. « Компоненти для засобів позитронно-емісійної томографії».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Дослідження регістрів».
Мета заняття: «Вивчити способи формування часових інтервалів різної тривалості, організацію сторінкової пам'яті програм і даних».
Лабораторне заняття №2. «Дослідження операційних підсилювачів».
Мета заняття: «Вивчення властивостей операційних підсилювачів та експериментальне дослідження їх параметрів і характеристик».
Лабораторне заняття №3. «Дослідження чекаючих мультивібраторів».
Мета заняття: «Вивчити електричні схеми тригерів та мультивібраторів, принцип їх роботи. Провести виміри параметрів схем та їх зміну при різних значеннях елементів R, C»
Лабораторне заняття №4. «Дослідження шумів аналого-цифрового перетворювача та способи їх зменшення».
Мета заняття: «Закріпити на практиці основні поняття, пов’язані з математичними моделями та стохастичними властивостями шумів квантування дискретних сигналів, зокрема, на виході аналого-цифрового перетворювача»
Лабораторне заняття №5. «Оперативні запам'ятовуючі пристрої. Застосування цифрових інтегральних мікросхем».
Мета заняття: «Вивчити принципи побудови і функціонування оперативних запам'ятовуючих пристроїв».
Лабораторне заняття №6. «Схема підсилювача із резистивним зворотним зв’язком».
Мета заняття: «Вивчити принцип роботи різних схем диференційних підсилювачів, параметри, характеристики, схеми включення і можливості застосування».
Лабораторне заняття №7. «Однокристальні пристрої для безпосереднього оцифровування струму низького рівня від фотодіодних матриць у КТ-сканерах».
Мета заняття: Вивчити принцип роботи аналого-цифрового перетворювача. Навчитися вводити аналогові сигнали. Розглянути способи виводу аналогових сигналів. Навчитися формувати широтно-модульовані сигнали.
Для заочної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Регістри: Паралельні регістри. Зсувні регістри. Реверсивні зсувні регістри. Кільцеві регістри. Регістр - «лічильник Джонсона».
Лекція 2. «Цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП): ЦАП на засадах аналогового суматора, резистивної структури R-2R, комутаторів струму».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Дослідження регістрів. Дослідження операційних підсилювачів».
Мета заняття: вивчити способи формування часових інтервалів різної тривалості, організацію сторінкової пам'яті програм і даних; властивостей операційних підсилювачів та експериментальне дослідження їх параметрів і характеристик.
Лабораторне заняття №2. «».

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

 Індивідуальна робота

Для денної форми здобуття освіти
не передбачено.

Для заочної форми здобуття освіти
Захист 1 контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи ‒ 100 балів.
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 50 теоретичних питань. 
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.

 Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти
Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати максимально 100 балів.

Поточний контроль полягає у виконанні:
1)    7-мі лабораторних робіт. Бездоганне виконання лабораторної роботи № 1 та 2 оцінюється по 5 балів, лабораторні роботи № 3, №4, №5, №6 та №7 оцінюються кожна по 6 балів. Разом – 40 балів;
2)    двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичних питань та проводяться у письмовій формі. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів (в кожному завданні модульної контрольної роботи наведено максимальну кількість балів за виконання кожного завдання). Разом – 60 балів. Модульна контрольна робота 1 – бездоганне виконання 30 балів (модульна робота складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (1 задача), відповідь на кожне питання оцінюється максимум у 10 балів). 

За кожний модульний контроль по 50 балів. Разом за семестр ‒ 100 балів. 

Для заочної форми здобуття освіти
Оцінювання результатів навчання з дисципліни здійснюється за накопичувальною системою, яка дає можливість здобувачеві протягом семестру отримати максимально 100 балів при виконанні індивідуальної контрольної роботи.

 Політика освітнього процесу та умови допуску до підсумкового контролю 
Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 
Викладач на першому занятті надає повну інформацію щодо усіх складових дисципліни, роз’яснює кількісне та якісне наповнення змістовних модулів, рекомендує відповідну фахову літературу, інформує щодо критеріїв оцінювання рівня навчальних досягнень здобувача з усіх видів та форм навчання та термінів контрольних заходів. 
Викладач здійснює консультації відповідно до затвердженого завідувачем кафедри графіка консультацій.
Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
Відсутність здобувача на заліку або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
Складання/перескладання заліку – за встановленим деканатом розкладом.
Під час лекції, лабораторного (практичного) заняття, МКР, заліку здійснювати телефонні дзвінки забороняється.
Під час розв’язання задач на МКР та заліку дозволяється користуватися довідниками.
Заборонено використання будь-яких літературних джерел, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів з дисципліни.