И сигналов

Вид материала

Программа дисциплины

Содержание 1. Организационно–методические указания 1.3.1. Лекционные занятия 2. Содержание дисциплины Тема 1. Классификация, назначение и характеристики устройств формирования колебаний и сигналов. Тема 2. Основы теории генераторов с внешним возбуждением. Тема 3. Автогенераторы и синтезаторы частоты радиопередатчиков. Тема 4. Модуляция параметров электрического колебания. Тема 5. Передатчики систем радиосвязи. Тема 6. Управление и надежность радиопередающих устройств. Практическая работа №2. Изучение и исследование предварительного транзисторного широкополосного усилителя. Практическая работа №3. Исследование возбудителя. Практическая работа №4. Управление радиопередающих устройств и расчет надежности. 3. Методические рекомендации Список литературы

Подобный материал:

• Тема пространство и метрология сигналов физическая величина более точно определяется, 595.48kb.
• Программа курса лекций, 51.42kb.
• Программа учебной дисциплины «Теория сигналов» Специальности 071500, 013900 (СД. 05), 82.24kb.
• Модуляция сигналов, 64.06kb.
• Н. Г. Чернышевского кафедра радиофизики и нелинейной динамики рабочая программа, 145.34kb.
• Цифровая обработка сигналов, 25.15kb.
• Анализ и обработка геофизических данных методом управляемой эмпирической модовой декомпозиции, 781.33kb.
• Теория сигналов и систем, 145.8kb.
• Задачи: Формирование навыков моделирования сигналов, процессов и результатов их преобразования, 349.55kb.
• Обработка сигналов в радиотехнических системах, 152.49kb.

Федеральное агентство по образованию

Владивостокский государственный университет

экономики и сервиса


ФОРМИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ

И СИГНАЛОВ


Учебная программа дисциплины

по направлению подготовки

210300 Радиотехника,


Владивосток

Издательство ВГУЭС

2009

ББК 32.884


Учебная программа по дисциплине «Формирование колебаний и сигналов» составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО. Предназначена для студентов по направлению подготовки 210300.62 Радиотехника, специальности 210303.65 Бытовая радиоэлектронная аппаратура.


Составитель: Павликов С.Н., к.т.н., профессор, кафедра электроники.


Утверждена на заседании кафедры электроники от 13.05.2009 г., протокол № 5.

Рекомендована к изданию методическим советом Института информатики, инноваций и бизнес систем ВГУЭС.


Издательство Владивостокского

государственного университета экономики и сервиса, 2009

введение

За последние годы произошли существенные изменения в области передачи, обработки, защиты и использования информации. Успехи в области микроэлектроники и компьютерной техники позволили существенно повысить основные технические характеристики радиопередатчиков.

Существующие и проектируемые радиопередающие системы можно эффективно исследовать с помощью математических моделей, реализуемых на современных рабочих станциях, которые в этом случае выступают в качестве инструмента разработчика при проектировании радиоэлектронных систем радиопередающих устройств.

Особое место данной дисциплины в профессиональной подготовке радиоинженера обусловлено выраженной потребностью в создании и совершенствовании современных радиотехнических систем обмена информации, в которых передатчик является обязательным элементом. Исследование существующих радиопередающих устройств и проектирование при возросших требованиях возможно с системных позиций и включают в себя математические модели сигналов, процессов обработки и излучения, а также согласования с приемными устройствами.

Дисциплина «Формирование колебаний и сигналов» входит в цикл специальных дисциплин по направлению подготовки 210300.62 «Радиотехника», специальности 210303.65 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура».

Дисциплина тесно связана и опирается на ранее изученные дисциплины, такие как: Специальные разделы высшей математики (УМКД № 6412, № 6414); Специальные разделы информатики ((УМКД № 2207); Английский язык (УМКД № 4783); Электродинамика и распространение радиоволн (УМКД № 6991); Основы теории цепей (УМКД № 911, 912); Радиотехнические цепи и сигналы (УМКД № 9737).

Особенность изучаемой дисциплины состоит в тесной связи физических процессов, математических моделей и методов моделирования с их практической реализацией при проектировании радиоэлектронных передающих устройств с использованием современной элементной базы.

Знания и навыки, полученные студентами в результате изучения дисциплины, необходимы для освоения дисциплин: Устройства СВЧ и антенны (УМКД № 6999); Основы конструирования и технологии производства радиоэлектронных систем (УМКД № 9739); Радиоэлектронные средства бытового назначения (УМКД № 6998).

Данная учебная программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.

1. Организационно–методические указания

1.1. Цели и задачи изучения дисциплины


Целью настоящей дисциплины является: изучение основных принципов построения и функционирования, освоение методики расчета и экспериментального исследования каскадов радиопередатчика.

Основные задачи дисциплины заключаются в: освоении теоретических основ построения радиопередающих устройств; изучении принципов построения принципиальных электрических схем и их функционирования; освоении математических моделей сигналов, шумов и их преобразований; освоении приемов экспериментального исследования и получении практических навыков проектирования и технического обслуживания радиопередатчиков.

1.2. Перечень компетенций, приобретаемых при изучении дисциплины

Дисциплина направлена на формирование следующих профессиональных качеств:

• умение анализировать состояние научно-технической проблемы на основе подбора и изучения литературных источников и технического задания; определение цели и постановка задач проектирования и модернизации радиопередающих устройств;
  
• компетентность в планировании, организации и проведении всех этапов схемотехнического и комплексного проектирования радиоэлектронных устройств формирования колебаний и сигналов..
  
  В процессе изучения дисциплины формируются навыки:
  
• экспериментального исследования устройств формирования колебаний и сигналов;
  
• анализа существующий образцов и проектирование современных радиопередатчиков различного назначения;
  
  Теоретические знания, полученные в процессе изучения дисциплины, формируют профессиональный взгляд на:
  
• методики оценки оптимальности и эффективности формирования колебаний и сигналов, в условиях заданной помехи и методов обработки;
  
• методики инженерных расчетов принципиальных схем и устройств формирования колебаний и сигналов радиопередатчика;
  
• проведение проектных расчетов и технико-экономическим обоснованием принимаемых решений;
  

1.3. Основные виды занятий и особенности их проведения при изучении дисциплины

Дисциплина «Формирование колебаний и сигналов» изучается в шестом семестре. Общее количество часов, которое отводится на изучение дисциплины, по направлению подготовки 210300.62 «Радиотехника», специальности 210303.65 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура» – 88. Количество аудиторных часов – 34 , из них: лекционных занятий – 17 часов, практических занятий – 17 часов. На самостоятельную работу студентов отводится 54 часа, из них: 40 часов на самостоятельное изучение теоретического материала и консультации, 8 часов на оформление отчетов и подготовку к защите практических работ, 6 часов на подготовку к зачету.

1.3.1. Лекционные занятия

При проведении лекционных занятий учитывается, что часть материала выносится на самостоятельную работу. На лекционных занятиях студенты должны изучить принципы построения и функционирования устройств формирования колебаний и сигналов, освоить проектирование и расчет радиоэлектронных схем. Для повышения эффективности занятий на вводной лекции студентам выдается «Рабочая тетрадь по дисциплине».


1.3.2. Практические работы


Практические работы проводятся на базе лабораторного оборудования и компьютерного класса кафедры.

На практических занятиях студенты должны получить навыки по анализу работы схем формирования колебаний и сигналов, выполнения расчетов и оптимизации их параметров.

После выполнения индивидуального задания студент сдает отчет в твердой копии и электронном виде.


1.4. Виды контроля и отчётности по дисциплине


В процессе изучения дисциплины студент слушает лекции по теоретическому материалу, при этом некоторые из вопросов выносятся на самостоятельное изучение. Для помощи студенту в освоении теоретического материала лекционных занятий и самостоятельной работы предусматриваются консультации ведущего преподавателя.

Для защиты практических работ, в рамках самостоятельной работы студента, предусмотрено время для оформления отчета и освоения теоретического материала для ответов на контрольные вопросы.

Для подготовки к зачету студенту отводится 6 часов самостоятельной работы и консультация ведущего преподавателя перед зачетом.

В соответствии с Положением о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов во Владивостокском государственном университете экономики и сервиса в ходе изучения дисциплины предусматриваются следующие виды контроля знаний студентов: текущая и промежуточная (семестровая) аттестации.

Текущая промежуточная (семестровая) аттестация студентов осуществляется по результатам контроля уровня знаний в ходе проведения лекционных занятий, практических работ и консультаций.

Промежуточная (семестровая) аттестация проводится в форме устного или письменного опроса по лекционному курсу данной дисциплины, при этом учитывается количество выполненных и защищенных расчетно-графических работ.

1.5. Техническое и программное обеспечение дисциплины

При проведении лекционных занятий необходимо стандартное офисное оборудование. Для проведения практикума используются лабораторное оборудование и компьютерный класс с прикладным программным обеспечением систем автоматизированного проектирования радиоэлектронных устройств.

2. Содержание дисциплины

2.1. Перечень тем для лекционных занятий и самостоятельного изучения дисциплины

Тема 1. Классификация, назначение и характеристики устройств формирования колебаний и сигналов.

Предмет дисциплины; цели и задачи дисциплины, структура дисциплины. Классификация, техническая характеристика, структура и состав радиопередающих устройств.

Тема 2. Основы теории генераторов с внешним возбуждением.

Принципы построения генераторов с внешним возбуждением, уравнение баланса напряжений. Случайные процессы и случайные сигналы. Зависимость режимов генераторов с внешним возбуждением от напряжения питания и возбуждения. Нагрузочные характеристики генераторов с внешним возбуждением. Коэффициенты разложения коллекторного тока, , _б. Расчет транзисторного генератора с внешним возбуждением. Схемы ГВВ, фильтрация, устойчивость. Сложение мощностей генераторов с внешним возбуждением. Выходные каскады радиопередатчиков. Предварительные усилители.


Тема 3. Автогенераторы и синтезаторы частоты радиопередатчиков.

Автогенератор. Уравнения самовозбуждения. Схемы автогенераторов. Кварцевая стабилизация частоты автогенераторов. Синтезаторы частоты. Возбудители судовых радиопередатчиков. Характеристика аналоговых и цифровых сигналов управления.

Тема 4. Модуляция параметров электрического колебания.

Амплитудная модуляция. Однополосная модуляция, общая характеристика. Методы получения однополосной модуляции. Угловая модуляция общая характеристика. Методы получения частотной и фазовой модуляции. Амплитудная телеграфия. Частотная и фазовая телеграфия. Импульсно-кодовая модуляция. Цифровые методы передачи телефонных сигналов. Частотное уплотнение каналов связи. Временное и кодовое уплотнение каналов связи.

Тема 5. Передатчики систем радиосвязи.

Особенности передатчиков систем связи с подвижными объектами. Основные параметры передатчиков, методы их измерения. Передатчики базовых станций и абонентских устройств. Виды модуляции, используемые в системах связи с подвижными объектами. Показатели качества передатчиков. Структурные схемы приемопередатчиков. Совместная работа нескольких передатчиков на одну антенну.

Тема 6. Управление и надежность радиопередающих устройств.

Схемы управления радиопередатчиков. Расчет надежности радиопередатчиков.


2.2. Перечень тем практических занятий


Практическая работа №1. Изучение и исследование предварительного транзисторного усилителя.

Изучение методики исследования предварительного транзисторного усилителя, проведение работ и оформление отчета и защита. (4 часа).

Практическая работа №2. Изучение и исследование предварительного транзисторного широкополосного усилителя.

Изучение методики проведения занятия и исследование предварительного транзисторного широкополосного усилителя. Оформление отчета и защита. (4 часа).

Практическая работа №3. Исследование возбудителя.

Изучение методики проведения занятия и исследование возбудителя, оформление отчета и защита. (4 часа).

Практическая работа №4. Управление радиопередающих устройств и расчет надежности.

Изучение методики проведения занятия и исследование методов управления режимами работы радиопередатчика. Оформление отчета и защита. (4 часа).


3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Перечень и тематика самостоятельных работ студентов по дисциплине

В соответствии с общим объемом часов, отведенных для изучения дисциплины, предусматривается выполнение следующих видов самостоятельных работ студентов (СРС): самостоятельное изучение теоретического материала с самоконтролем по приведенным ниже вопросам, изучение теоретического материала при подготовке к защите практических работ, итоговое повторение теоретического материала при подготовке к зачету.

3.2. Методические рекомендации по организации СРС

Для самостоятельного изучения дисциплины выносится часть материала по всем темам дисциплины с самоконтролем по контрольным вопросам и возможностью консультации у ведущего преподавателя общим объемом 40 часов СРС для направления подготовки 210300.62 «Радиотехника», специальности 210303.65 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура». Для успешного выполнения практических работ в соответствии с разделом 2.1 настоящей учебной программы студент должен предварительно самостоятельно освоить теоретический материал соответствующих тем. На подготовку к зачету отводится 6 часов СРС.


3.3. Рекомендации по работе с литературой


Для изучения теоретического материала, в соответствие с программой дисциплины, рекомендуются следующие учебники, учебные и справочные пособия: темы 1…3 – [1-2] – широко рассмотрены вопросы о моделях сигналов и помех, принципах формирования и функционирования радиопередатчиков. В литературе [3], предназначенной для тем 4-6, особо уделено внимание рассмотрению методов модуляции, особенности построения радиопередатчиков различного назначения, вопросам надежности и эксплуатации.

При подготовке к практическим работам, согласно п. 2.2, рекомендуется дополнительная литература, в которой представлено практическое руководство по моделированию и проектированию радиоэлектронных устройств и получении практических навыков по работе программ моделирования электронных схем [4-7].

3.4. Состав технических средств и рекомендации по работе с ними

При проведении практических работ используются лабораторное оборудование, аппаратно-программные средства (компьютерный класс и программное обеспечение моделирования электронных устройств формирования колебаний, сигналов: программы Matlab 6.5., MathCad 8, OrCAD), измерительной и анализирующей аппаратуры, мультимедийное и офисное оборудование. Методические указания по их использованию, для изучения дисциплины, содержаться в технической документации, прилагаемой к оборудованию и аппаратно-программным средствам.

3.5. Контрольные вопросы для самостоятельной оценки качества освоения дисциплины

Тема 1

1. Приведите классификацию устройств формирования и передачи сигналов
   
2. Что понимается под формированием колебаний и сигналов?
   
3. Каковы преимущества полупроводниковых радиопредатчиков?
   
4. Назовите и охарактеризуйте состав радиопередатчика.
   
5. Перечислите основные технические характеристики радиопередатчика.
   
6. Перечислите основные тактические характеристики радиопередатчика.
   

Тема 2

1. Назовите назначение и состав генератора с внешним возбуждением.
   
2. Приведите классы усиления и их особенности.
   
3. Покажите влияние напряжения питания на режим генератора с внешним возбуждением.
   
4. Покажите влияние напряжения смещения и возбуждения на режим генератора с внешним возбуждением.
   
5. Приведите схемы питания, возбуждения и нагрузки.
   

Тема 3

1. Назовите назначение и состав автогенератора.
   

3.2. Приведите уравнение самовозбуждения.

3.3. Приведите схемы кварцевой стабилизации автогенераторов.

3.4. Приведите назначение и характеристики синтезатора частоты

Тема 4

1. Что понимается под модуляцией и какова их классификация?
   
2. Приведите методы получения однополосной модуляции?
   
3. Приведите методы получения частотной модуляции?
   
4. Приведите методы получения фазовой модуляции?
   

Тема 5

1. Перечислите известные вам методы уплотнения каналов связи
   

5.2. Назовите основные параметры радиопередатчиков и методы их измерения.

5.3. Как формируется совместная работа радиопередатчиков?

5.4. Перечислите и охарактеризуйте основные методы измерения параметров.

5.5. Приведите перечень средств измерений, необходимых для обслуживания радиопередающего центра.

Тема 6

1. Что такое логическая модель и для решения каких задач она применяется?
   
2. Что понимается под надежностью радиопередатчика?
   
3. Какие вам известны режимы работы генератора с внешним возбуждением?
   
4. В чем заключается обслуживание радиопередатчика?
   
5. Как осуществляется управление радиопередатчиком?
   
6. Как осуществляется управление радиопередающим центром?
   
7. Какие параметры характеризуют надежность работы радиопередатчика?
   

Список литературы

Основная литература

1. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / В.В.Шахгильдян, В.Б.Козырев, А.А. Ляховкин и др.: Под ред. В.В. Шахгильдян.- 3-е изд. Перераб и доп..- М.: Радио и связь, 2003 – 560с.
   
2. Ворона В.А. Радиопередающие устройства: Учеб. пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2007. 384с.
   
3. Гряник В.Н., Павликов С.Н., Убанкин Е.И. Устройства формирования и генерирования сигналов - Владивосток: ВГУЭС. 2007.- 320с.
   

Дополнительная литература

4. Устройства генерирования и формирования радиосигналов. 2-е издание. /Под ред. Г.М. Уткина, В.Н. Кулешова, М.В. Благовещенского. - М.: Радио и связь, 1994.
   
5. Советов Б. Я. Моделирование систем: Практикум: Учебное пособие для студ. вузов. / Б.Я.Советов, С.А.Яковлев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2003. - 295с.
   
6. Разевиг В.Д. Система проектирования цифровых устройств OrCAD. М.: Солон-Р, 2000. - 160с.
   
7. Хайнеман Р. PSPICE. Моделирование работы электронных схем: Пер. с нем. – М.: ДМК Пресс, 2002. - 336с.