Требования к профессиональной подготовленности специалиста определены в Государственном образовательном стандарте ВПО. По специальности 013800 «Радиофизика и электроника» устанавливаются следующие основные критерии уровня подготовки выпускника:
Специалист должен знать государственный язык Российской Федерации – русский язык; свободно владеть языком, на котором ведется преподавание.
Специалист должен обладать профессиональными знаниями и умениями, которые необходимы ему при решении задач, соответствующих его квалификационной характеристике, а именно знать:
- основные научно-технические проблемы и перспективы развития радиофизики и электроники, их взаимосвязь со смежными областями;
- функциональные схемы устройства основных систем передачи информации и компьютерной электроники; влияние радиофизических факторов на эффективность работы таких систем ;
- схемотехнику и элементную базу электронной техники, основные виды используемых материалов, компонентов и приборов;
- основы методов хранения, обработки, передачи и защиты информации, типовые информационные технологии и программные продукты;
- принципы проектирования и эксплуатации локальных и глобальных сетей ЭВМ, генерации, обработки, передачи и приема сигналов по современным каналам связи;
- математический аппарат и численные методы, физические и математические модели процессов и явлений, лежащих в основе описания каналов передачи данных и устройств телекоммуникационных систем и электроники;
- базовые языки и основы программирования, методы компьютерного моделирования радиофизических процессов и работы электронных систем;
- методику проведения научно исследовательской деятельности, обработки экспериментальных данных, интерпретации и анализа полученных результатов;
Специалист должен уметь применять:
- теоретические знания, полученные по специальности, к анализу эффективности работы радиофизических и электронных систем, повышению их качества и надежности;
- методы организации и проведения измерений и исследований для тестирования работы систем;
- методы и компьютерные системы проектирования, интегрированные пакеты прикладных программ для разработки новых радиофизических и электронных систем;
- методы автоматизации производственных процессов и физического эксперимента на основе компьютерных технологий;
- навыки выполнения научных исследований в постановке и разработке новых задач в области радиофизики и электроники;
- правила и методы сборки, настройки и регулирования электронной аппаратуры, контроля ее качества.
Итоговый междисциплинарный государственный экзамен по специальности (далее государственный экзамен) является видом итоговой государственной аттестации выпускников, которым завершается обучение по основной профессиональной образовательной программе высшего профессионального образования и проводится в соответствии с Положением об итоговой государственной аттестации выпускников образовательных учреждений высшего профессионального образования в Российской Федерации, утвержденным приказом Министра образования РФ № 1155 от 25.03.2003 г.
Основная цель государственного экзамена по заключается в установлении соответствия уровня и качества подготовки выпускника требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, а также требованиям регионального компонента и компонента образовательного учреждения по данной специальности.
- Состав государственной экзаменационной комиссии и форма сдачи экзамена утверждаются приказом по университету по предложению деканата и выпускающих кафедр. Для данной специальности, как правило, утверждается письменная форма экзамена.
- До сведения студентов доводится программа экзамена, учебно-программная документация, наглядные пособия, справочная литература.
- Распоряжением по факультету объявляется расписание сдачи экзамена и проведение консультаций.
- Консультации проводят ведущие преподаватели факультета и выпускающих кафедр.
- Экзамен проводится в группах по 20–25 человек в соответствии с расписанием. Распределение студентов по группам осуществляют выпускающие кафедры. Для сдачи все студенты сформированной группы должны явиться к началу экзамена в аудиторию, указанную в расписании.
- На подготовку ответов на задания экзаменационного билета студенту отводится 3 часа.
- Порядок ответов на задания экзаменационного билета определяется самим студентом.
- Экзаменационная комиссия, после завершения экзамена, в течение двух дней проверяет работы, принимает решение по оценкам и оглашает результаты государственного экзамена.
- Апелляции по работам принимаются в день оглашения результатов, в определенное комиссией время.
Содержание государственного экзамена определяется перечнем базовых учебных дисциплин (программ учебных дисциплин), изучаемых в вузе по специальности 013800 «Радиофизика и электроника». В экзаменационный билет, состоящий из пяти заданий, включается по одному заданию на каждую из дисциплин этого перечня. Ниже приведены программы дисциплин государственного экзамена, примеры типовых заданий с решениями и тесты, используемые для самоконтроля при подготовке к экзамену.
Программа курса
1. Введение.
Предмет теории колебаний. Создание основ теории колебаний, ее развитие, применение к различным процессам в природе, физике и технике, разработка математических методов, экспериментальные исследования. Классификация колебательных систем и колебательных процессов. Системы с сосредоточенными и распределенными параметрами.
2. Собственные колебания в системах с одной степенью свободы.
Общие свойства колебательных систем с одной степенью свободы. Консервативные системы. Условие консервативности. Роль начальных условий. Колебания в системе со слабой нелинейностью. Неизохронность колебаний нелинейных систем. Колебания системы с «отталкивающей» силой. Диссипативные системы. Примеры потерь энергии в колебательной системе. Характеристики затухающего колебательного процесса. «Отрицательные» потери в системе. Физический смысл. Способы осуществления. Особенности колебательного движения в системе с отрицательными потерями. Собственные колебания в нелинейной системе. Примеры нелинейности. Характер колебательного процесса в нелинейной системе.
3. Колебания в системах с одной степенью свободы при внешнем силовом воздействии – вынужденные колебания.
Принцип суперпозиции. Колебания под действием гармонической силы. Общее решение. Резонанс. Вид колебаний при резонансе. Резонансные кривые. Явления резонанса в разных областях физики и техники. Биения. Поведение нелинейных систем при слабом воздействии (консервативных и диссипативных). Резонансные кривые (амплитудно-частотные характеристики) для мягких и жестких систем. Приближенные расчеты вынужденных колебаний в слабо нелинейных системах.
4. Колебания в системах с одной степенью свободы при внешнем параметрическом воздействии – параметрические колебания.
Системы с периодически меняющимися параметрами. Некоторые сведения математической теории параметрических колебаний. Способы изменения параметров системы во времени. Параметрическое возбуждение (резонанс). Обоснование определенных фазовых соотношений между частотой колебательного контура и частотой изменения параметра при резонансе. Параметрические генераторы и усилители.
5. Элементы теории автоколебаний.
Общие свойства автоколебательных систем. Строение автоколебательной системы и принцип работы. Специфика энергетики автоколебательных систем. Предельные циклы. Влияние нелинейности системы на форму колебаний в системе. Ламповый генератор как автоколебательная система. Типы автоколебательных систем: релаксационные колебательные системы, системы резонансного типа, томпсоновского типа. Воздействие внешней гармонической силы на автоколебательную систему.
6. Линейные колебательные системы с двумя степенями свободы.
Разбиение сложной колебательной системы на парциальные. Частоты нормальных колебаний и коэффициенты распределения амплитуд. График Вина. Связь и связанность как характеристики энергообмена между парциальными системами при свободных колебаниях. Вынужденные колебания в системах с двумя степенями свободы (консервативных и слабо диссипативных).
7. Приближенные методы расчета и анализа колебательных процессов
Метод фазовой плоскости. Обоснование метода. Его возможности. Классификация особых точек и фазовых траекторий. Предельный цикл. Бифуркации. Условие сшивания этапов. Метод медленно меняющихся амплитуд. Обоснование метода для слабо нелинейных и слабо диссипативных систем. Основные уравнения для определения ММА. Применение методов ММА к рассмотрению свободных, вынужденных, параметрических и автоколебаний. Метод гармонического баланса.