КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
"УТВЕРЖДАЮ"
Проректор по учебной работе
Бухмин В.С.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Микроэлектронные системы в биологии и медицине
Цикл – ДС .
Специальность:013800 - Радиофизика и электроника
Принята на заседании кафедры радиоэлектроники
(протокол № 6
от 10 июня 2003г.)
Заведующий кафедрой
(Насыров А.М.)
Утверждена Учебно-методической комиссией физического факультета КГУ
(протокол № от " " 200 г.)
Председатель комиссии
_____________ (Таюрский Д.А.)
Рабочая программа дисциплины “Микроэлектронные системы в биологии и медицине”
Предназначена для студентов 5 курса,
по специальности:_радиофизика и электроника - 013800
( Номер специальности)
(Название специальности)
по специализации: 013816 – Биофизика___________
АВТОР: Гумеров Р.И.
КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ: Цель курса - дать студентам методическую основу и схемотехнические знания для обеспечения биологического эксперимента приборами и устройствами сбора и обработки данных.
1. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение
дисциплины “Микроэлектронные системы в биологии и медицине”
наименование дисциплины
Студенты, завершившие изучение данной дисциплины должны: -
- иметь знания об основных принципах разработки биомедицинской аппаратуры, основных параметрах сигналов и шумов, принципах и алгоритмах обработки сигналов;
- иметь представление о современной микроэлектронике и устройствах, реализуемых на ее основе.
2. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах).
Форма обучения - очная
Количество семестров 1
Форма контроля:
-
семестр - зачет
№ п/п
|
Виды учебных занятий
|
Количество часов
|
1 семестр
|
2 семестр
|
1.
|
Всего часов по дисциплине
|
36
|
|
2.
|
Самостоятельная работа
|
|
|
3.
|
Аудиторных занятий
|
36
|
|
|
семинарских (или лабораторно-практических)
|
|
|
3. Содержание дисциплины.
3.1. ТРЕБОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ ПРОГРАММЫ
Индекс
|
Наименование дисциплины и ее основные разделы
|
Всего часов
|
|
|
|
Примечание: Если дисциплина, устанавливается вузом самостоятельно, то в данной таблице ставится прочерк.
3.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
№ п/п
|
Название темы и ее содержание
|
Количество часов
|
|
|
лекции
|
(лаб.-практ.) занятия
|
1
|
Общая характеристика радиоэлектронной аппаратуры, применяемой в биологии и медицине. Области применения. Классификация. Особенности использования.
|
1
|
|
|
Итого часов:
|
36
|
|
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
-
Применение радиоэлектронных приборов в биологии и медицине. Киев, Наукова думка, 1976.
-
Верхотуров В.Н., Рубин А.Б. Автоматизация биофизических исследований. М., Изд-во Моск. ун-та, 1988.
-
Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. В 2-хтомах / пер. с англ. М., Мир, 1983.
-
Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC. Пер. с англ. под ред. У. Томкинса, Дж. Уэбстера. М., Мир, 1992.
-
Стешенко В.Б. ПЛИС Фирмы “ALTERA”: элементная база, система проектирования и языки описания аппаратуры.—М.: Издательский дом “Додэка-XXI”, 2002. –576с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
-
Пустынский И.Н., Титов В.С., Ширабакина Т.А. Адаптивные фотоэлектрические преобразователи с микропроцессорами. М., Энергоатомиздат, 1990.
-
Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. Пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1990.
-
Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л., Энергоатомиздат, 1988.
-
Нестеров П.В., Шаньгин В.Ф., Горбунов В.Л. и др. Микропроцессоры. Кн.1. Архитектура и проектирование микро-ЭВМ. М., Высш.шк., 1990.
-
Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М., Мир, 1990.
Приложение к программе дисциплины
“Микроэлектронные системы в биологии и медицине”
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТАМ
(в зависимости от формы итогового контроля)
-
Общая характеристика радиоэлектронной аппаратуры, применяемой в биологии и медицине. Области применения. Классификация. Особенности использования.
-
Основные принципы и этапы разработки биоэлектронной радиоаппаратуры.
-
Основные виды датчиков. Используемые физические эффекты (датчики температуры, тензодатчики, датчики перемещений).
-
Оптические датчики. Фотодиоды, фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, приборы с зарядовой связью.
-
Сопряжение датчиков с входными устройствами. Коммутаторы. Ограничители. Гальваническая развязка.
-
Усилители. Методы устранения помех, шумов и дрейфа.
-
Предварительная обработка сигналов датчиков. Фильтры нижних и верхних частот. Полосовые и режекторные фильтры.
-
Преобразователи аналоговых сигналов. Аналого-цифровые преобразователи. Параметры АЦП. Параллельные, последовательного приближения, интегрирующие преобразователи.
-
Общие сведения о цифровых универсальных микропроцессорах. Архитектура и система команд и адресации. Устройства памяти и ввода/ вывода.
-
Обмен данными с внешними устройствами. Прерывания, прямой доступ к памяти.
-
Сигнальные процессоры. Архитектура, особенности применения.
-
Стандартные интерфейсы. VME, VXI, CAMAC. Автоматизированные системы для сбора и обработки экспериментальных данных на их основе.
-
Сигналы, аналоговые, дискретные, цифровые. Представление сигналов в различных базисах.
-
Wavelet -преобразование и его применение для обработки данных.
-
Системы разработки электронных схем и устройств. Программные средства Workbench, язык AHDL, пакеты P-Cad, OrCad, MaxPlus II.