Грамм для высших учебных заведений по специальности i-54 01 04 метрологическое обеспечение информационных систем и сетей специальные дисциплины в 3-х частях часть 1 Минск 2006
| Вид материала | Документы |
- Грамм для высших учебных заведений по специальности 1-45 01 01 многоканальные системы, 1416.93kb.
- Учебная программа для высших учебных заведений по специальности i-54 01 04 Метрологическое, 1989.69kb.
- Сборник типовых учебных программ для высших учебных заведений по специальности -45, 1629.58kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-23, 794.76kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-33, 400.17kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-21, 290.18kb.
- Методические указания по изучению дисциплины и задание для контрольной работы студентам-заочникам, 610.79kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-23, 987.19kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-23, 164.64kb.
- Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-21, 454.66kb.
Тема 3.3. УСТРОЙСТВА ФИЛЬТРАЦИИ И КОРРЕКЦИИ ЛИНЕЙНЫХ
ИСКАЖЕНИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
Функциональное назначение фильтров. Классификация фильтров: нижних и верхних частот (ФНЧ и ФВЧ); полосовые пропускающие (ПФ) и заграждающие (ЗФ); гребенчатые или многополосные (ГФ); узкополосные и широкополосные; канальные, групповые, направляющие, линейные и вспомогательные; RC, LC, пьезоэлектрические, магнитострикционные и на приборах с зарядовой связью (ПЗС); аналоговые, дискретные и цифровые; активные и пассивные.
Схемы и характеристики LC-фильтров в виде: одиночного параллельного и последовательного резонансных LC-контуров; системы двух связанных LC-контуров; цепочки связанных параллельных LC-контуров (фильтр сосредоточенной селекции (ФСС)).
Лестничные LC-фильтры в виде П- и Т-звеньев. Построение лестничных ФНЧ, ФВЧ, ПФ и ЗФ из звеньев типа «m» и «k». Способы уменьшения искажений частотных характеристик при параллельном включении лестничных LC-фильтров: Т-образное окончание; метод х-окончаний; корректирующий контур; развязывающие дифсистемы.
RC-фильтры и область их применения. Типовые схемы пассивных RC-фильтров ФНЧ, ФВЧ, ПФ и ЗФ, определение их характеристик и параметров.
Активные RC-фильтры, однозвенный активный ФНЧ первого и второго порядка на ОУ. Активные RC-фильтры с применением гираторов, активная RC-схема инвертора знака полного сопротивления на ОУ. Схема гиратора, содержащая два инвертора знака сопротивлений. Моделирование LC-контуров с использованием гираторов.
Гребенчатые фильтры на основе устройств с задержкой в цепи ОС, их частотные характеристики, режим рециркулятора.
Электроакустические фильтры – пьезоэлектрические и магнитострикционные. Пьезоэлектрический резонатор и его частотные свойства. Пьезомеханический фильтр (ПМФ), принцип его работы. Электромеханический фильтр (ЭМФ), принцип его работы. Пьезоэлектрические фильтры на поверхностные акустические волны (ПАВ), принцип его работы.
Цифровые линейные фильтры (ЦФ), обобщённая структурная схема устройства цифровой обработки непрерывных сигналов. Алгоритм линейной цифровой фильтрации, импульсная характеристика ЦФ. Трансверсальные нерекурсивные и рекурсивные ЦФ. Частотные характеристики ЦФ. Нерекурсивный ЦФ аналогичный звену RC-цепи ФНЧ.
Дискретные фильтры и их построение. Дискретное преобразование Фурье (ДПФ) и его свойства. Алгоритмы быстрого преобразование Фурье (БПФ) для вычисления ДПФ.
Коррекция линейных искажений сигнала, вызванных АЧХ и ФЧХ тракта передачи. Амплитудные (АК) и фазовых (ФК) корректоры и их классификация: нерегулируемые (постоянные) и регулируемые (переменные); с частотно-независимой и -зависимой характеристикой затухания (ЧХЗ) и ФЧХ.
Схемы и характеристики нерегулируемых и регулируемых, частотно-независимых и зависимых АК. Особенности реализации универсальных АК.
Тема 3.4. УСТРОЙСТВА ГЕНЕРАЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
Функциональное назначение устройств генерации сигналов и основные к ним требования. Классификация схем автогенераторов или задающих генераторов (ЗГ): ламповые и транзисторные – одно- и двухкаскадные, двухточечные и трёхточечные схемы; диодные (на отрицательном дифференциальном сопротивлении); параметрические; с внешней и внутренней положительной обратной связью (ПОС); LC, RC, кварцевые и камертонные (электромеханические).
Обобщённая структурная схема ЗГ, принцип работы, условия самовозбуждения и стационарного режима.
Двухточечная (трансформаторная) схема LC-автогенератора на полевом транзисторе. Условия самовозбуждения, баланса фаз и амплитуд. Режим «мягкого» самовозбуждения, зависимость стационарной амплитуды колебаний от величины ПОС. Режим «жёсткого» самовозбуждения, зависимость стационарной амплитуды колебаний от величины ПОС. Установление стационарных колебаний в автогенераторе при различных начальных условиях. Относительная нестабильность частоты ЗГ и её связь с крутизной ФЧХ. Пути уменьшения нестабильности ЗГ, кварцевый резонатор как колебательная система. Кварцевая стабилизация частоты, ЗГ с кварцевым резонатором.
Принцип построения трёхточечных однокаскадных схем ЗГ. Схемы индуктивной и емкостной трёхточки ЗГ.
Принцип работы ЗГ на элементах с отрицательным дифференциальным сопротивлением. ЗГ на туннельном диоде, условие самовозбуждения схемы и стационарного режима, амплитуда и частота генерируемых колебаний.
ЗГ на RC-элементах с цепью ПОС: многозвенной; фазобалансной; двойной Т-мост.
ЗГ с задержкой в цепи обратной связи, обобщённая структурная схема и её передаточная функция, выполнение баланса фаз и амплитуд. Частоты генерируемых колебаний в режиме «мягкого» и «жёсткого» самовозбуждения.
Релаксационные генераторы: мультивибратор; одновибратор; блокинг-генератор; генератор сигнала пилообразной формы.
Факторы влияющие на нестабильность мощности ЗГ и способы её стабилизации. Применение буферного нелинейного резонансного усилителя для уменьшения влияния сопротивления нагрузки. Стабилизация мощности генераторов с помощью системы автоматической регулировки усиления (АРУ).
Синхронизация ЗГ и способы её осуществления: использование эффекта «захвата» частоты; применение автоматической подстройки частоты (АПЧ) или фазы (ФАПЧ).
Тема 3.5. УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ, УМНОЖЕНИЯ И ДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
Функциональное назначение преобразователей частоты (ПЧ) и принцип работы. Классификация ПЧ: индивидуальные и групповые; резистивные (с нелинейной ВАХ) и реактивные (емкостные); транзисторные (активные) и диодные (пассивные); однотактные, двухтактные (балансные), кольцевые (двойные балансные); дискретные и интегральные. Предъявляемые к ПЧ требования.
Квазилинейная теория преобразования частоты. Последовательный диодный однотактный, двухтактный (балансный) и кольцевой (двойной балансный) ПЧ. Затухание диодных ПЧ.
Транзисторный однотактный, балансный и упрощённый вариант кольцевого ПЧ. Интегральные микросхемы аналоговых перемножителей типа К526ПС1, К140МА1 и др.
Функциональное назначение и способы построения умножителей частоты (УЧ) с использованием: источника гармоник и полосовой фильтрации; «захвата» частоты вспомогательного генератора; устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ); их комбинации.
Построение УЧ с использованием в качестве источника гармоник: усилителя-ограничителя, нелинейной индуктивности, принцип их работы и недостатки. Структурная схема и принцип работы УЧ с «захватом» частоты вспомогательного генератора. Структурная схема и принцип работы УЧ с ФАПЧ или ФАП.
Функциональное назначение и способы построения делителей частоты (ДЧ): регенеративные; на основе ФАПЧ; цифровые. Структурная схема регенеративного ДЧ, его достоинства. Структурная схема ДЧ на основе ФАПЧ и принцип его работы. Структурные схемы ДЧ счётчикового типа на основе триггерных ячеек без ОС и с применением ОС, а также с использованием дешифратора двоичного кода числа сосчитанных импульсов.