Учёба

К вершине схемотехники

К вершине схемотехники

23.03.2022
 59

Год назад «Электрик» писал об открытии на кафедре электронных приборов и устройств (ЭПУ) учебной лаборатории схемотехники. Недавно там появились 22 лабораторных стенда, изготовленных преподавателями и студентами кафедры.

Год назад «Электрик» писал об открытии на кафедре электронных приборов и устройств (ЭПУ) учебной лаборатории схемотехники. Недавно там появились 22 лабораторных стенда, изготовленных преподавателями и студентами кафедры.


«Курс аналоговой схемотехники на кафедре ЭПУ возник ещё в 1960-е годы, – рассказывает профессор Андрей Александрович УХОВ. – Тогда он предназначался всего для двух студенческих групп кафедры и по нынешним временам выглядел странновато». На каждой лабораторной работе студентам выдавалась большая печатная плата с разделёнными на квадратики полями, горстка деталей и паяльник. Затем студент под руководством преподавателя собирал схему – она исследовалась, испытывалась и, по возможности, разбиралась. Так продолжалось до тех пор, пока количество студентов не стало увеличиваться, и обеспечить нормальные условия для такого способа сборки стало уже невозможно.

В начале 1990-х в качестве эксперимента на кафедре стали использовать макетные платы, представлявшие собой наборное поле, куда нужно было вставлять компоненты и проводники. Всё бы хорошо, но в какой-то момент любые платы начинают изнашиваться, у них расшатываются контакты, обламываются провода.

Имея хорошие связи с продавцами электронных компонентов, преподаватели кафедры в начале «нулевых» годов вышли на производителей учебных плат. Американская фирма Analog devices подарила ЛЭТИ десять таких плат. К сожалению, быстро выяснилось, что на них были установлены «экзотические» компоненты, поэтому потенциал плат можно было задействовать в учебном процессе не более, чем наполовину. Эти платы были хороши для инженеров, но не для студентов. «Оказалось, что они для нас не очень полезны, – поясняет Андрей Ухов.

– В результате, к сожалению, платы лежат у нас на складе и пылятся. Сейчас их уже никак не задействовать – их функционал совершенно не соответствует нашим задачам».

По итогам многолетней работы, с учётом мнения промышленных партнёров, авторы курса аналоговой схемотехники сформировали круг базовых элементов и схем, которые необходимо освоить современным студентам. Шесть лет назад на кафедре впервые были самостоятельно разработаны и собраны такие макетные платы – сейчас они почти полностью износились.

«Через лабораторию схемотехники проходит целый факультет, – продолжает Андрей Александрович. – Сейчас у нас тринадцать групп, по полторы пары в неделю. Представьте себе: каждую неделю по тринадцать раз одну и ту же схему собирают и разбирают. И так на протяжении шести лет».

В лаборатории, открытой год назад, количество рабочих мест увеличилось с десяти до двадцати. Но даже при наличии двадцати посадочных мест часть студентов занимается попарно, поскольку численность студентов в группах выросла. При этом важно, чтобы у каждого студента в руках был бы собственный стенд и имелась возможность освоить программу индивидуально.

В двадцати двух новых стендах, с учётом опыта использования предыдущих, был расширен функционал и заложены дополнительные возможности. Не исключено, что они не будут в полной мере востребованы в учебном процессе. Тем не менее эти стенды используются студентами-бакалаврами для отладки проектов по дипломному проектированию и по НИР.

Покупка готового стандартного стенда неприемлема для кафедры ЭПУ по двум причинам: ввиду запредельной стоимости таких полнофункциональных стендов и несоответствия их функционала требованиям учебного процесса. «Мы всё равно получим стенд, где чего-то нам будет не хватать, а что-то будет лишним», – отмечает профессор.

На каждом стенде имеется несколько полей, компоненты в которых сгруппированы по функциональному назначению. В середине размещены пассивные компоненты: резисторы, конденсаторы, индуктивность. Слева и справа – дополнительные компоненты. С одной стороны – полупроводниковые: диоды, транзисторы, операционные усилители, компараторы. С другой – дополнительные поля, которые могут пригодиться при разработке электронных схем: излучатели звука, светодиоды, электронные стабилизаторы, реле. Имеются и специальные клеммы для подключения измерительного оборудования.

Практическая электроника предполагает исследование реальных электронных устройств – без этого курс будет «мёртвым», поскольку нельзя изучить электронику только в теории. Наличие изготовленных на кафедре стендов даст возможность студентам факультета электроники приобрести практические навыки работы с электронными устройствами.

Нынешнее поколение стендов разработано с учётом пятнадцатилетнего опыта работы на предыдущих. Ошибки и недочёты, выявленные в процессе эксплуатации предыдущих стендов, выявлены и исправлены.

На кафедре ЭПУ надеются, что стенды тоже прослужат не менее 5–6 лет. «Нынешнее поколение стендов можно назвать вершиной развития нашего курса на протяжении предыдущих 30–40 лет», – констатирует Андрей Ухов.

Остаётся добавить, что обновлённая лабораторная работа будет выдвинута на конкурс лабораторных работ 2022 года.

  Евгений Веснин