ELEKTRONIKA

UČEBNÉ OSNOVY GYMNÁZIA

štvorročné štúdium

voliteľný predmet v 3. a 4. ročníku

(2 hodiny týždenne, 66 hodín ročne, v 4. ročníku 60 hodín ročne)

Schválilo Ministerstvo školstva Slovenskej republiky dňa 10.5.1999 pod číslom 155 / 99 - 41 s platnosťou od 1.9.1999.

Ciele

Cieľom predmetu je oboznámiť žiakov s lineárnymi súčiastkami elektronických obvodov, ako aj s nelineárnymi polovodičovými súčiastkami, ktoré sa používajú v elektronických zariadeniach. Vychádza sa pritom z fyzikálnej podstaty súčiastok, aplikujú sa vedomosti a zručnosti z fyziky.
V tomto predmete sa žiaci naučia riešiť lineárne a nelineárne obvody, navrhovať plošné spoje, rozumieť elektrotechnickej dokumentácií. Oboznámia sa s analógovými a číslicovými integrovanými obvodmi, s perspektívami technológie výroby integrovaných obvodov, s vysielacími elektrónkami.
V ďalšej časti sa žiaci oboznámia s aplikáciami teoretických poznatkov v elektronických zariadeniach. Ide najmä o napájacie zdroje, zosilňovače, oscilátory, zariadenia používané v optoelektronike, mikroprocesorové zariadenia, zariadenia rozhlasovej a televíznej techniky.
Rámcový rozpis učiva predpokladá, že učiteľ (predmetová komisia) tvorivo rozpracuje konkrétne ciele a obsah v tematickom pláne podľa miestnych podmienok školy, so zreteľom na materiálne vybavenie a možnosti uplatnenia jej absolventov.

Obsah

1. Základné pojmy
Elektronický obvod, obvodové veličiny . Obvodové súčiastky. Vlastnosti všeobecných jednobranov a dvojbranov.

2. Lineárne súčiastky elektronických obvodov
Rezistory, vlastnosti, vyhotovenie, použitie. Kondenzátory, vyhotovenie, vlastnosti, použitie. Cievky, vyhotovenie, vlastnosti, výpočet indukčnosti. Transformátory, vlastnosti, výpočet.

3. Metódy riešenia lineárnych obvodov
Spôsoby riešenia lineárnych obvodov. Théveninova a Nortonova veta. Riešenie nelineárnych obvodov.

4. Nelineárne polovodičové súčiastky
Polovodičové diódy, vlastnosti, značky. Druhy polovodičových diód (hrotová, plošná, Zenerova, tunelová, kapacitná, Shottkyho) a ich charakteristické vlastnosti. Bipolárne tranzistory - princípy činnosti, spôsoby zapojenia, charakteristiky, diferenciálne parametre. Unipolárne tranzistory - typy, charakteristiky, hraničné hodnoty. Polovodičové viacvrstvové spínacie súčiastky ( diak, tyristor, triak). Varistory, termistory. Súčiastky ovládané svetlom - fotorezistor, fotodióda, fototranzistor, optoelektronické spojovacie členy.

5. Zobrazovacie jednotky a snímacie prvky
Elektronické zobrazovacie jednotky, sedemsegmentové zobrazovacie jednotky so svetelnými diódami, zobrazovacie jednotky s kvapalnými kryštálmi, zobrazovacie jednotky s malou hustotou informácie, druhy vytvárania znakov, fluorescenčné zobrazovacie jednotky. Snímacie prvky a vysielacie elektrónky.

6. Elektrotechnická dokumentácia a návrh plošných spojov
Spôsoby kreslenia elektrotechnických schém. Druhy schém v elektronických obvodoch. Plošné spoje - druhy, výroba, dokumentácia.

7. Integrované obvody
Základné pojmy, charakteristika. Monolitické, vrstvové, hybridné integrované obvody. Analógové integrované obvody. Operačné zosilňovače. Perspektívne technológie integrovaných obvodov.

8. Optoelektronika
Zdroje svetla, detektory, opakovače. Prenos signálu svetlovodnými káblami. Integrované optické obvody.

9. Základy číslicovej techniky
Booleova algebra. Logické funkcie. Logické obvody.

10. Kombinačné logické obvody
Základné pojmy. Kódery, dekódery, prevodníky kódov. Aritmetické moduly, porovnávacie obvody.

11. Sekvenčné logické obvody
Klopné obvody. Čítače. Registre.

12. Napájacie zdroje
Usmerňovače (jednocestné, dvojcestné). Zdvojovače napätia. Zvlnenie a filtrácia usmerneného napätia. Stabilizátory jednosmerného napätia, parametrické stabilizátory, stabilizátory so spätnou väzbou. Stabilizátory prúdu. Impulzné zdroje. Meniče napätia.

13. Zosilňovače
Základné pojmy. Zosilňovač s bipolárnym tranzistorom v zapojení so spoločným emitorom, základné charakteristiky, dynamické vlastnosti. Zosilňovač s unipolárnym tranzistorom. Prenosové vlastnosti zosilňovačov, frekvenčné charakteristiky. Spätná väzba v zosilňovačoch. Viacstupňové zosilňovače. Výkonové zosilňovače, pracovné triedy zosilňovačov. Nízkofrekvenčné zosilňovače, zapojenia s integrovanými obvodmi. Vysokofrekvenčné zosilňovače. Operačné zosilňovače, zapojenia operačných zosilňovačov.

14. Oscilátory
Oscilátory harmonických kmitov, RC a LC oscilátory. Oscilátory obdĺžnikových kmitov. Oscilátory napätí pílovitého priebehu.

15. Základy rozhlasovej techniky
Elektromagnetické vlnenie - vznik, vlastnosti, spôsoby šírenia. Antény. Základné spôsoby modulácie, amplitúdová, frekvenčná, impulzná modulácia. Rozhlasový vysielač, základná schéma. Rozhlasový prijímač, základné zapojenia, zmiešavače, demodulátory. Stereofónny príjem.

16. Základy televíznej techniky
Základné pojmy televíznej techniky. Premena obrazu na elektrický signál. Normalizovaný televízny signál. Televízne štúdio. Farebná televízia. Digitálny prenos.

Proces

Učebné osnovy majú rámcový charakter, z ktorých môže učiteľ vybrať učivo podľa úrovne žiakov a ich záujmu študovať danú problematiku v jednoročnom alebo v dvojročnom kurze, čo sa premietne v časovo-tematickom pláne. V treťom ročníku sú ťažiskom vyučovania nelineárne polovodičové súčiastky, vo štvrtom elektronické zariadenia. V tematickom celku o návrhu plošných spojov treba venovať pozornosť činnostiam a zručnostiam, podobne aj v elektrotechnickej dokumentácií. Je potrebné v zvýšenej miere využívať výpočtovú techniku. Súčasťou obsahu tohto predmetu je aj riešenie úloh z problematiky elektrotechnických obvodov.

Literatúra

Blahovec: Elektronika pre 3. ročník gymnázia. Bratislava, Alfa 1987.
Maťatko: Elektronika pre 4. ročník gymnázia. Bratislava, Alfa 1987.
Hartman: Elektrotechnické tabuľky oznamovacej a automatizačnej techniky. Bratislava, Alfa 1987.
Aurssíny, Šrámková: Číslicová technika. Bratislava, Alfa 1994.
Hála, Doubrava: Elektronika. Praha, Nadas 1984.
Maťatko: Elektronika pre 2. ročník SPŠE. Bratislava, Alfa 1987.
Hojka, Boltík, Nobilis: Rádiotechnické zariadenia I pre 3. ročník SPŠ elektrotechnických. Bratislava, Alfa 1987.
Boltík, Český, Hojka, Vomela: Elektronická zařízení pro 4. ročník SPŠ elektrotechnických. Praha, SNTL 1990.