О факультете / Лаборатории / Лаборатории кафедры КиПР (7)

В лаборатории «Физических основ электроники» обучаются студенты ПС-факультета по специальностям 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств», 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» и студенты физического факультета по специальности 210101 «Физическая электроника».

 

Проводятся лабораторные и практические занятия по дисциплинам: «Физика (специальные главы)», «Физические основы микроэлектроники», «Физические основы электроники СВЧ», «Электроника и микроэлектроника», «Материаловедение» и др.

 

Изучаются фундаментальные разделы современной классической и квантовой физической науки, необходимые для высококвалифицированной подготовки инженеров.

 

Целью занятий является формирование и развитие физических знаний в современных и перспективных областях микроэлектроники, наноэлектроники, радиоэлектроники и электроники сверхвысоких частот (СВЧ), без которых немыслима плодотворная работа специалиста.

 

Студенты должны изучить основные физические процессы и явления в твердых телах и полупроводниковых устройствах, овладеть математическим аппаратом, методами физического исследования, техническими и программными средствами, приобрести навыки физического эксперимента и умение обрабатывать результаты экспериментальных исследований с применением электронно-вычислительных машин (ЭВМ) – компьютеров.

 

Лабораторные работы посвящены исследованиям свойств материалов, изучению взаимодействия электронных потоков с электромагнитным полем, способам формирования и управления электронными потоками в твёрдотельных и электровакуумных устройствах, физическим основам работы полупроводниковых приборов электронной техники. В лабораторных работах проводятся оценки основных параметров, характеризующих физические процессы в полупроводниках и полупроводниковых устройствах, рассчитываются статические и динамические вольт-амперные характеристики электронных приборов на основе данных, определяющих физические параметры материалов и конструкцию устройства.

 

Лаборатория хорошо оснащена, имеются все необходимые средства измерения для исследования физических и технических параметров радиотехнических материалов, полупроводниковых приборов, твёрдотельных и электровакуумных активных устройств СВЧ. Подготовлены планшеты и выставочные образцы изделий электронной техники. В рамках национальной программы приобретены суперсовременные приборы, имеющие более высокие технические параметры и удобный интерфейс с выходом на персональный компьютер.

 

В лаборатории организована локальная компьютерная сеть, подключенная к кафедральной сети и сети INTERNET. Студенты используют современные информационные технологии для учебной и научно-исследовательской работы. Компьютеры оснащены системами автоматизированного проектирования (САПР) и другими прикладными программами, необходимыми для точного моделирования и подготовки научно-технической документации.
 

Лаборатория удовлетворяет требованиям времени и научно-технического прогресса.
 

 

 

Антенны и устройства сверхвысоких частот (СВЧ) являются одними из самых главных элементов современных радиосистем.

 

Посмотрите вокруг – сколько антенн самых разнообразных конструкций окружает нас! В Вашем мобильном телефоне, беспроводных телекоммуникационных технологиях антенны и устройства СВЧ во многом определяют основные характеристики устройств. А спутниковое телевидение, цифровое радиовещание? Каковы перспективы этого самого интересного направления радиотехники? Это антенны для радионавигации, систем посадки самолетов, радиолокационных систем. Это разработка и внедрение миниатюрных антенн и СВЧ узлов в системы радиомониторинга – сбор, обработка и передача информации об окружающей среде. Это стремительное развитие цифрового телевидения и широкополосных оптоволоконных сетей, телевидения высокой четкости – везде нужны высококлассные специалисты в области антенн и устройств СВЧ, которых традиционно готовит одна из лучших кафедр Южно-Уральского госуниверситета.
 

Выпускники кафедры успешно работают на самых передовых направлениях развития радиоэлектроники, как в нашей стране, так и за рубежом.
 

 

Лаборатория «Радиоматериалы и радиокомпоненты» предназначена для проведения лабораторных циклов по дисциплинам «Материаловедение и материалы электронных средств», «Интегральные устройства радиоэлектроники» (специальность 210201), «Материаловедение» (специальность 210201) и «Радиоматериалы и радиокомпоненты» (специальность 210302).

Лабораторные работы по радиоматериалам позволяют студентам не только «вживую» увидеть сами материалы, но и научиться измерять параметры широкой номенклатуры проводниковых, магнитомягких и диэлектрических материалов. Диэлектрики исследуются как в диапазоне высоких частот (1…15 МГц), на измерителе добротности ВМ 560, так и в сверхвысокочастотном диапазоне (частоты порядка 10 ГГц) на установке, включающей в себя генератор Г3-14, волноводную измерительную линию Р1-4 измеритель отношений В8-7. Эта работа позволяет студентам понять процессы распространения электромагнитных волн в волноводах.

Весьма эффектной является работа по исследованию ферромагнитных материалов – электротехнических сталей, железо-никелевых сплавов, ферритов с использованием ферротестера TR-9801 (производство – Венгрия). Образец материала намагничивается в соленоиде и на экране ЭЛТ видна кривая намагничивания материала. Меняя величину поля намагничивания можно наблюдать набор различных гистерезисных характеристик и измерять зависимость индукции материала и потерь в нем от величины напряженности магнитного поля.

Недавно кафедра КИПР приобрела новую автоматизированную лабораторную установку для исследования магнитомягких материалов, которая в отличие от ранее описанной позволяет исследовать материалы не на одной частоте 50 Гц, а в диапазоне частот от 40 до 1000 Гц. Программное обеспечение установки осуществляет управление измерительным блоком, проводит расчет основных параметров материала и позволяет отображать информацию в виде таблиц и графиков на экране ЭВМ.

Использование стандартных измерительных приборов – мостов универсальных Е7-4 и Е7-5А, генератора импульсов Г5-54, осциллографа С1-65А, измерителя добротности ВМ 560 позволяет измерять параметры дискретных радиокомпонентов – конденсаторов, катушек индуктивности, линий задержки. Приобретение кафедрой КИПР измерителя комплексных коэффициентов передачи «Обзор-103» позволило поставить лабораторную работу по исследованию весьма перспективных полосовых фильтров на поверхностных акустических волнах с малыми потерями в полосе пропускания. «Обзор-103» - современный многофункциональный прибор, который можно использовать не только для проверки характеристик ВЧ – устройств, но и в процессе разработки, настройки этих устройств, как в лаборатории, так и в условиях промышленного производства.

Лабораторные работы по названным циклам проводит доцент Щенников В.К., много лет занимающийся вопросами разработки радиокомпонентов ВЧ и СВЧ – диапазонов.

В лаборатории «Радиоматериалы и радиокомпоненты» закладываются основы материаловедения и элементной базы радиоэлектронной аппаратуры, которые необходимы как в процессе обучения в университете, так и при дальнейшей работе специалиста после окончании вуза.
 

Специализированная аудитория 1012/3Б – «Кабинет конструирования» – предназначена для проведения занятий конструкторской направленности. Здесь читаются лекции, выполняется конструкторская документация в рамках практических занятий, курсовых работ и проектов. Этому способствует наличие в кабинете обширной библиотеки стандартов ЕСКД, других государственных и отраслевых стандартов, значительный объем отраслевой справочной литературы, большое количество иллюстративного материала, образцов конструкций РЭС и их составных частей.

Все торжественные и значимые мероприятия кафедры проводятся также в этой аудитории: встречи с абитуриентами, с новоиспеченными студентами, научно-технические конференции студентов и преподавателей, государственные экзамены, защита и вручение дипломов – эта аудитория светлая и просторная.
 

Применяемые в радиоэлектронике физические величины, процессы и явления как правило недоступны непосредственному восприятию человеком. Для изучения работы действующих приборов и устройств, при разработке новой аппаратуры применяют большое количество средств измерений.

В лаборатории метрологии и радиоизмерений студенты осваивают методы и средства измерений различных физических величин, применяемых в радиоэлектронике, а также причины погрешностей, возникающих в процессе измерений.

 

Каждая лабораторная работа представляет собой небольшое, но законченное экспериментальное исследование, включающее постановку задачи, изучение измерительных приборов и объекта исследования, предварительные расчеты, экспериментальную часть. Владея основами метрологии, студент проводит статистическую обработку экспериментальных данных, делает выводы и заключения по итогам исследования, включая оценку точности полученных результатов.

Благодаря участию нашего университета в национальном проекте «Образование» лаборатория пополнилась новейшими измерительными приборами, с широкими функциональными возможностями, высокой точностью результатов измерений, возможностью сопряжения с компьютером для управления процессом измерения и обработки экспериментальных данных.
 

Лаборатория предназначена для изучения принципов функционирования и методов сервиса бытовой радиоэлектронной аппаратуры.

Лаборатория оснащена современными учебными стендами. Каждый стенд представляет собой образец электронного прибора, специально подготовленный для изучения его устройства. Для этого стенд имеет панель с изображением функциональной схемы прибора, на которой также расположены выводы контрольных точек, соединенные с электронной схемой. Таким образом, имеется возможность контролировать в ключевых точках параметры электрического сигнала. На основе полученных данных выполняется диагностика и поиск неисправности прибора. При выполнении лабораторных работ студенты осваивают работу с измерительными и диагностическими приборами. Работая с данными стендами, студенты знакомятся с принципом действия соответствующего прибора и осваивают технологию диагностики и поиска неисправностей.

Студенты выполняют два типа лабораторных работ. Во-первых, они знакомятся с принципами функционирования электронного прибора в целом, а также его отдельных блоков, изучают структурную функциональную и принципиальную электрическую схемы прибора. Полученные знания студенты используют при выполнении лабораторных работ второго типа, выполняя поиск неисправностей в приборе. Использующиеся в лаборатории стенды позволяют преподавателю задавать множество неисправностей – как одиночных, так и комбинированных. Стенды, которые используются в учебном процессе: «Цветной телевизор», «СВЧ печь», «Видеомагнитофон».

 

Основные методы сервиса бытовой радиоэлектронной аппаратуры являются общими и могут применяться к различным электронным приборам. Полученные знания помогают студентам при прохождении производственной и преддипломной практик, а после окончания учебы – при работе на предприятии.
 

В лаборатории систем автоматизированного проектирования студенты изучают компьютерные технологии и программные средства, применяемые при проектировании электронных и механических узлов радиоаппаратуры. Лаборатория оснащена современными компьютерами и периферийным оборудованием – широкоформатными принтерами для вывода чертежей и цветных изображений.
 

В лаборатории установлено лицензионное программное обеспечение фирм Autodesk, Altium, Microsoft, Топ-Системы  и др. Лаборатория используется при изучении множества дисциплин, таких как: информатика, компьютерная графика, информационные технологии проектирования радиоэлектронных средств, мультимедиа системы, программное обеспечение информационного сервиса, телекоммуникационные средства информационного сервиса и других.

 

С момента поступления в ВУЗ студенты получают доступ к лаборатории для выполнения лабораторных работ, курсовых и дипломных проектов, доступ к всемирной сети Интернет. В лаборатории студенты приобретают навыки программирования, установки и настройки операционных систем и прикладного программного обеспечения, работы с мультимедиа (видео, аудио) информацией, компьютерной графикой (иллюстративной и технической), настройки и монтажа сетевого оборудования, работой с базами данных, автоматизированного проектирования электронных и механических узлов радиоэлектронной аппаратуры, выполнения расчетов СВЧ устройств и моделирования электронных схем.

 

В свободное от учебы время лаборатория открыта для выполнения научно-исследовательских  работ студентов. Техническое и программное обеспечение лаборатории постоянно обновляется для соответствия текущему уровню оснащения отечественных и зарубежных предприятий, постоянно внедряются новые технологии проектирования и обучения.