Учебная программа для высших учебных заведений по специальности I 39 01 04 Радиоэлектронная защита информации Cогласована с Учебно-методическим управлением бгуир

Вид материала

Программа

Содержание Пояснительная записка Содержание дисциплины Раздел 2. ЭМС РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЦЕПЕЙ Радиотехнических устройств Раздел 4. ПРОСТРАНСТВЕННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕШАЮЩЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАДИОСИСТЕМ Раздел 5. ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭМС РЭС Раздел 6. МЕРЫ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭМС РЭС Электромагнитного ресурса Раздел 8. ОПТИМИЗАЦИЯ РЭС ПО КРИТЕРИЯМ ЭМС Раздел 9. ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭМС РЭС Примерный перечень тем практических занятий Примерный перечень тем лабораторных работ Микропроцессорные устройства и системы О.В. Шабров Пояснительная записка Содержание дисциплины Микропроцессорного устройства (микрокомпьютера) Раздел 3. ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ МИКРОПРОЦЕССОРОВ Раздел 4. ЦИФРОВЫЕ АВТОМАТЫ С ПАМЯТЬЮ Раздел 5. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ ... Полное содержание

Подобный материал:

• Учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-98 01 02 Защита информации, 1150.88kb.
• Учебная программа для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям, 438.29kb.
• Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-23, 794.76kb.
• Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-21, 290.18kb.
• Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-33, 400.17kb.
• 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.
• Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-51, 121.82kb.
• Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-51, 174.74kb.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств» разработана для студентов специальностей 1-39 01 02 Радиоэлектронные системы, 1-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации высших учебных заведений.

Целью дисциплины является обучение инженеров радиотехнических специальностей методам анализа и синтеза радиоэлектронных средств (РЭС), способных к работе в сложной электромагнитной обстановке (ЭМО), характерной для современного использования РЭС. Актуальность таких знаний чрезвычайно высока в связи с быстрым увеличением числа РЭС и повышением их функциональных возможностей.

В результате изучения дисциплины «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств» (ЭМС РЭС) студент должен:

знать:

- основные закономерности мешающего взаимодействия совместно работающих РЭС, методы и принципы обеспечения электромагнитной совместимости РЭС путем совершенствования радиотехнических элементов, цепей, устройств и систем;

уметь:

-рассчитывать основные характеристики мешающего взаимодействия пар элементарных радиосистем, рассчитывать статистические характеристики непреднамеренных радиопомех (НРП) в любом сечении радиоприемника с применением ЭВМ, рассчитывать тактико-технические характеристики РЭС при действии НРП, работать с аппаратурой, используемой в интересах обеспечения ЭМС.

Изучение дисциплины базируется на содержании ряда специальных дисциплин. Из них наибольшее значение имеют следующие: "Электротехника", "Радиотехнические цепи и сигналы", "Аналоговые электронные устройства", "Антенны и устройства СВЧ", "Метрология и измерения", "Радиоавтоматика", "Радиопередающие устройства", "Радиоприемные устройства" и др.

Программа рассчитана на объем 80 аудиторных часов.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ ЭМС

РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ (ЭМС РЭС)


Суть, причины возникновения и обострения проблемы ЭМС РЭС. Основные термины и их определения. Основные пути решения проблемы. Показатели качества функционирования РЭС в реальных условиях эксплуатации. Системный подход в решении проблемы ЭМС РЭС.


Раздел 2. ЭМС РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЦЕПЕЙ


Физические основы внутрисистемных непреднамеренных помех (НП). Дальнее и ближнее поля, скин-эффект и другие физические явления в радиоаппаратуре, связанные с возникновением, распространением и воздействием НП внутри радиоаппаратуры. НП пассивных и активных радиоэлементов. НП электротехнических элементов. Реакция транзисторов и микросхем на действие НП. Пути распространение НП внутри радиоаппаратуры и способы их подавления.


Раздел 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ЭМС

РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ


Радиопередающее устройство (РПдУ) как источник непреднамеренных радиопомех. Основное и побочные радиоизлучения в РПдУ. Нестабильность частоты радиопередатчиков.

Радиоприемное устройство (РПрУ) как основной рецептор НРП. Чувствительность и восприимчивость радиоприемника. Частотная избирательность. Нелинейные явления в РПрУ.

Характеристики и параметры ЭМС антенно-фидерных устройств. Диаграмма направленности и коэффициент направленного действия. Особенности параметров и характеристик ЭМС фазированных антенных решеток.


Раздел 4. ПРОСТРАНСТВЕННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕШАЮЩЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАДИОСИСТЕМ


Каналы мешающего взаимодействия радиосистем. Элементарная радиосистема как источник и рецептор НРП. Прохождение НРП через РПрУ. Коэффициент подавления и защитное отношение. Воздействие преднамеренных и непреднамеренных помех на систему радиосвязи и радиолокационную систему (РЛС). Зоны несовместимости и расчет их параметров.


Раздел 5. ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭМС РЭС


Системы случайных точек и их математическое описание. Статистические модели электромагнитной обстановки. Первичные модели приемной и передающей ветвей статистической теории. Статистические характеристики энергетических и неэнергетических параметров НРП. Статистическая оценка избирательности одиночных фильтров. Эквивалентная полоса пропускания. Многомерный фильтр. Вероятность ЭМС РЭС. Статистическая оценка влияния НРП на тактико-технические характеристики радиосистем. Особенности передающей ветви статистической теории ЭМС.


Раздел 6. МЕРЫ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭМС РЭС


Управление и адаптация в РЭС. Возможности использования временного, частотного и пространственного ресурсов. Статистическая оценка эффективности автоматической подстройки частоты, автоматической регулировки усиления радиоприемника и мощности радиопередатчика.

Краткий перечень мер интенсификации использования электромагнитного ресурса.


Раздел 7. СОТОВЫЕ СЕТИ СВЯЗИ - ПРИМЕР КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕСУРСА


Принципы построения сотовых сетей связи (ССС). Детерминистская и статистическая модели ССС. Особенности распространения радиоволн в условиях города. Пространственно-энергетические соотношения в ССС. Максимальная мощность сотовых радиопомех. Методы коррекции эмпирических формул расчета затухания.


Раздел 8. ОПТИМИЗАЦИЯ РЭС ПО КРИТЕРИЯМ ЭМС


Актуальность вопроса. Стоимостный критерий. Оптимизация радиосистем по критерию «вероятность ЭМС/стоимость». Оптимальные и критические размеры ячеек в ССС. Оптимизация РПрУ как многомерного фильтра.


Раздел 9. ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭМС РЭС


Методы измерений параметров ЭМС РЭС. Измерение частотной избирательности и восприимчивости РПрУ. Двухсигнальный метод измерения избирательности РПрУ с панорамной индикацией. Однокритериальная оценка частотной избирательности РПрУ.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Основные направления исследований и разработок в области ЭМС РЭС.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Методика построения вероятностных распределений, используемых в радиотехнике.
   
2. Экранирование элементов радиоаппаратуры.
   
3. Характеристики и параметры ЭМС радиотехнических устройств.
   
4. Пространственно-энергетический анализ мешающего взаимодействия двух радиосистем.
   
5. Расчеты по статистической теории ЭМС.
   
6. Задачи по оптимизации радиосистем с использованиемȠкритериев ЭМС.
   
7. Расчеты по оценке эффективности радиосистем за счет применения адаптации.
   

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


1. Исследование эффективности экранирования проводников в магнитном поле.

2. Исследование эффективности тонколистовых металлических экранов.

3. Исследование электромагнитной обстановки в лаборатории.

4. Исследование вероятностных закономерностей возникновения помех в высокочастотном тракте РПрУ.


ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

1. Апорович А.Ф. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств.-Мн.:Бестпринт, 2003.-307 с.
   
2. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств / А.Ф. Апорович, М.В. Березка, А.М. Бригидин и др.: Учеб. пособие в 9 Ч. - Мн.: МРТИ-БГУИР, 1991. -1999.
   
3. Апорович А.Ф. Статистическая теория ЭМС РЭС. - Мн.: Наука и техника, 1984. - 215 с.
   
4. Информационные технологии в радиотехнических системах:Учеб. пособие/Под ред. И.Б. Федорова. – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 672 с.
   

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Электромагнитная совместимость радиоэлектронной аппаратуры стационарно-мобильных АСУ/ Н.И. Азаматов, В.И. Волошин. -Мн.: ОДО Лоранж-2, 2002. –226 с.
   
2. Виноградов Е.М., Винокуров В.И., Харченко И.П. ЭМС РЭС. -Л.: Судостроение, 1986. -264 с.
   
3. Бадалов А.Л., Михайлов А.С. Нормы на параметры электромагнитной совместимости РЭС: Справочник.- М.: Радио и связь, 1990.- 272 с.
   
4. Егоров Е.И. и др. Использование радиочастотного спектра и радиопомехи. -М.:Радио и связь, 1986. - 304 с.
   
5. ГОСТ 23611-79. Совместимость РЭС электромагнитная. Термины и определения.
   
6. Князев А.Д. и др. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учетом ЭМС. - М.: Радио и связь, 1989. -224 с.
   
7. Уайт Д. ЭМС РЭС и непреднамеренные помехи. - М.: Сов. радио, 1977. Вып. 1, 352 с.; 1978, вып. 2, 272 с.; 1979, вып. 3, 464 с.
   

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

«9» декабря 2005 г.

Регистрационный № ТД-39-088/тип.


МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности I-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации


Cогласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

«7» декабря 2005 г.

Составители:

В.Н. Левкович, заведующий кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук, доцент;

О.В. Шабров, доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»


Рецензенты:

Кафедра радиоэлектроники Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 4 от 23.12.2004 г.);

П.Н. Шумский, главный научный сотрудник НПП РУП «СКБ Камертон», кандидат технических наук, доцент.


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 3 от 21.10.2005 г. );

Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 2 от 1.11.2005 г. )


Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


Программа «Микропроцессорные устройства и системы» разработана для студентов специальности 1-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации высших учебных заведений.

Цель изучения дисциплины – дать студентам знания по основам организации и функционирования микропроцессоров, а также по вопросам проектирования микропроцессорных устройств и систем, реализующих цифровые методы управления, формирования и обработки сигналов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

• логические и арифметические основы вычислительной техники;
  
• формы представления информации в электронных цифровых вычислительных устройствах;
  
• принципы организации микропроцессора и микропроцессорной системы;
  
• запоминающие и периферийные устройства микропроцессорных систем;
  
• принципы организации и синтеза цифровых автоматов с памятью;
  

уметь анализировать:

- физические процессы, происходящие в микропроцессорных устройствах и системах;

приобрести навыки:

• разрабатывать алгоритмы и программы на Ассемблере, реализующие типовые процедуры формирования сигналов, арифметические и логические преобразования;
  
• ввода и вывода информации в микропроцессорных системах.
  

Исследования принципов функционирования микропроцессорных устройств, а также отладку программ для них в процессе выполнения лабораторных работ рекомендуется проводить на компьютерах в интегрированной среде разработки и отладки программ для однокристальных микроконтроллеров MPLAB IDE.

Программа рассчитана на объем 136 часов, в том числе 85 аудиторных.

Итоговый контроль знаний обеспечивается проведением экзамена.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ В МИКРОПРОЦЕССОРНУЮ ТЕХНИКУ


Предмет и основные задачи дисциплины. Краткие исторические сведения по развитию и применению микропроцессорных устройств и систем.


Раздел 2. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

МИКРОПРОЦЕССОРНОГО УСТРОЙСТВА (МИКРОКОМПЬЮТЕРА)


Типовая структура микрокомпьютера (микропроцессорного устройства), назначение его отдельных функциональных блоков, общие сведения о его функционировании. Основные термины, используемые в вычислительной и микропроцессорной технике.

Классификация микропроцессоров по назначению.

Понятие об архитектуре микропроцессора.

Типовая структура универсального микропроцессора. Назначение функциональных блоков микропроцессора: арифметико-логического устройства, операционных регистров, управляющих регистров, регистра флагов, дешифратора команд, устройства управления.

Назначение и состав шин данных, адреса и управления. Назначение сигнальных линий шины управления. Взаимодействие функциональных блоков микропроцессора. Организация чтения/записи, ввода/вывода байтов информации в микропроцессоре. Циклы работы микропроцессора. Алгоритм работы микропроцессора.

Организация микропроцессорной системы на базе универсального микропроцессора. Ввод и вывод данных, порты ввода/вывода.

Структуры команд. Форматы команд. Классификация операций: арифметические, логические, пересылочные, управления, ввода/вывода. Основные способы адресации: прямая, непосредственная, неявная, косвенная, регистровая, стековая, автоинкрементная, автодекрементная.

Система команд микропроцессора.


Раздел 3. ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ МИКРОПРОЦЕССОРОВ


Понятие алгоритма. Этапы программирования. Составление схем алгоритмов. Программирование в мнемокодах. Особенности составления программ на Ассемблере. Программирование типовых процедур: организация счетчика циклов, определение модуля числа, формирование временной задержки, сложение чисел, умножение чисел, ввод и вывод данных. Псевдокоманды Ассемблера. Использование средств макроопределения. Подпрограммы. Режим прерывания программ. Компиляция. Загрузка программ. Занесение программ в ПЗУ.


Раздел 4. ЦИФРОВЫЕ АВТОМАТЫ С ПАМЯТЬЮ

Общие сведения о конечных цифровых автоматах. Основные понятия теории конечных автоматов. Автоматы синхронные и асинхронные. Автоматное время. Способы задания функционирования автомата: таблицы переходов и выходов, граф автомата. Абстрактная модель цифрового автомата. Автоматы Мили и Мура. Минимизация абстрактных автоматов. Структурная модель цифрового автомата. Структурный синтез цифрового автомата. Автоматы на основе микропрограммного управления. Сравнение по быстродействию автоматов с жесткой и программируемой логикой.


Раздел 5. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ


Типы запоминающих устройств (ЗУ) и их назначение. Классификация и основные характеристики полупроводниковых ЗУ. Статические ЗУ. Динамические ЗУ. ЗУ на приборах с зарядовой связью. ЗУ на цилиндрических магнитных доменах. Функциональные схемы оперативных ЗУ. Функциональные схемы постоянных ЗУ и перепрограммируемых постоянных ЗУ. ЗУ типа Flash. Организация многокристальной памяти. Программирование постоянных ЗУ. Программируемые логические матрицы (ПЛМ). Реализация логических функций на ПЛМ. Программируемые матрицы логики (ПМЛ). ПМЛ с программируемым выходным буфером. ПМЛ с разделяемыми конъюнкторами. Типовые САПР цифровых устройств на ПЛИС.


Раздел 6. ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ


Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) сигналов: назначение, основные характеристики, принципы построения. ЦАП с взвешенными резисторами. ЦАП с цепочкой резисторов типа R-2R. ЦАП на основе широтно-импульсной модуляции.

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) сигналов: назначение, основные характеристики, принципы построения. АЦП параллельного действия. АЦП с ЦАП в цепи обратной связи следящего типа, последовательного типа и последовательного приближения. АЦП на основе двойного интегрирования.

Отображение информации в микропроцессорных системах. Сегментные и матричные индикаторы. Принцип статической индикации. Принцип динамической индикации.

Ввод информации с клавиатуры. Варианты схем подключения клавиатуры. Алгоритмы опроса клавиатуры.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Основные тенденции развития микропроцессорных устройств. Повышение удельного веса цифровых устройств в общем объеме оборудования радиоэлектронных средств.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ


1. Представление информации в микропроцессорных устройствах. Системы счисления. Алгоритмы сложения и вычитания двоичных чисел.

2. Алгоритмы умножения и деления двоичных чисел. Двоично-кодированные десятичные числа, сложение и вычитание в двоично-десятичной системе счисления.

3. Последовательностные цифровые автоматы. Минимизация абстрактного автомата.

4. Структурный синтез цифрового автомата.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


1. Исследование методов цифроаналогового и аналого-цифрового преобразования сигналов.

2. Архитектура микропроцессорного вычислителя, программирование на Ассемблере. Инструментальные средства отладки программ для микропроцессорного вычислителя.

3. Алгоритмы и программы формирования импульсных сигналов на микропроцессорных устройствах.

4. Программирование и исследование процедур отображения цифровой информации в микропроцессорных устройствах.

5. Программирование и исследование процедур ввода информации с клавиатуры в микропроцессорных устройствах.

6. Программирование и исследование процедур арифметических и логических преобразований информации в микропроцессорном устройстве.


КУРСОВАЯ РАБОТА


Цель работы: развитие навыков практического проектирования специализированных вычислителей, устройств управления, устройств формирования и обработки сигналов на базе микропроцессоров и микроконтроллеров. Задачей курсового проекта является разработка функционально законченного устройства.

Примерная тематика работ.

Генератор стандартного сигнала с цифровым управлением и индикацией параметров.

Генератор сигнала специальной формы с цифровым управлением и индикацией параметров.

Цифровой измеритель параметров сигнала.

Цифровой измеритель параметров физического процесса.

Микропроцессорное устройство функционального контроля интегральных микросхем.

Таймер с цифровым управлением и индикацией.

Контроллер аппарата или прибора.


ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ

1. Микропроцессорные системы: Учеб. пособие для вузов/ Е.К. Александров, Р.И. Грушвицкий, М.С. Куприянов и др/Под общ. ред. Д.В. Пузанкова.–СПб.: Политехника, 2002.–935 с.
   
2. Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры.–3-е изд., перераб. и доп.–СПб.: БХВ-Петербург, 2003.–448 с.
   
3. Лихтциндер П.Я., Кузнецов В.Н. Микропроцессоры и вычислительные устройства в радиотехнике.–Киев: Вища шк., 1988.–272 с.
   
4. Сергеев Н.Р., Вашкевич Н.Р. Основы вычислительной техники: Учеб. пособие для вузов.–М.: Высш. шк., 1988.–311 с.
   
5. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов.–М.: Энергоатомиздат, 1991.–592 с.
   
6. Бродин В.Б., Калинин А.В. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики.–М.: Изд. ЭКОМ, 2002.–400 с.
   
7. Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам: Пер. с англ.–М.: ДМК Пресс, 2004.–512 с.
   
8. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов.–М.: Финансы и статистика, 2004. –512 с.
   
9. Левкович В.Н. Архитектура и основы программирования однокристальных микроконтроллеров PIC16F84.–Мн.:БГУИР, 2002.–68 с.
   
10. Бурак А.И., Левкович В.Н. Интегрированная среда MPLab IDE разработки программ для микроконтроллеров PICmicro фирмы Microchip: Метод. пособие к лабораторным работам по курсу “Цифровые и микропроцессорные устройства» для студентов спец. 39 01 01 «Радиотехника» и 39 01 02 «Радиоэлектронные системы» всех форм обучения. –Мн.: БГУИР, 2003.–31 с.
    
11. Сташин В.В. и др. Проектирование цифровых устройств на однокристаль-ных микроконтроллерах/ В.В. Сташин, А.В. Урусов, О.Ф. Мологонцева.–М.: Энергоатомиздат, 1990.–224 с.
    
12. Прохоров А.И., Бурак А.И. Метод. пособие к практическим занятиям по курсу «Вычислительные и микропроцессорные устройства».–Мн.: БГУИР, 2000.–25 с.
    

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Казаринов Ю.М. и др. Применение микропроцессоров и микроЭВМ в радиотехнических системах. Учеб. пособие для радиотехн. спец. вузов.–М.: Высш. шк., 1988.–207 с.
   
2. Гуртовцев А.Л., Гудыменко С.В. Программы для микропроцессоров: Справ. пособие. – Мн.: Выш. шк., 1989.–352 с.
   

3. Токхайм Р. Микропроцессоры: Курс и упражнения/ Пер. с англ.; Под ред. В.Н. Грасевича.–М.: Энергоатомиздат, 1987.–336 с.
   
4. Яценков В.С. Микроконтроллеры Microchip. Практическое руководство.–М.: Горячая линия-Телеком,2002.–296 с.
   

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

«9» декабря 2005 г.

Регистрационный № ТД-39-083/тип.


ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА РАДИОСИСТЕМ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности I-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

«7» декабря 2005 г.


Составители:

В.Н. Левкович, заведующий кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук, доцент;

О.В. Шабров, доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»


Рецензенты:

Кафедра радиоэлектроники Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 4 от 23.12.2004 г.);

Н.И. Шатило, профессор кафедры телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший государственный колледж связи», кандидат технических наук


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 3 от 21.10.2005 г. );

Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 2 от 1.11.2005 г. )


Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа «Вычислительные средства радиосистем» разработана для студентов специальности 1-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации высших учебных заведений.

Цель изучения дисциплины - дать студентам систематизированные знания по архитектурам современных универсальных и сигнальных микропроцессоров, микроконтроллеров и компьютеров, по принципам организации компьютерных систем и сетей, а также по интерфейсам для межустройственного обмена данными.

В результате изучения дисциплины «Вычислительные средства радиосистем» студенты должны:

знать:

• особенности архитектур и основные технические характеристики современных универсальных и сигнальных микропроцессоров, однокристальных микроконтроллеров и компьютеров;
  
• интерфейсы современных компьютеров и принципы организации компьютерных систем и сетей;
  

уметь:

• анализировать взаимодействие функциональных блоков в компьютере;
  
• выбирать структуры вычислительных систем для решения радиотехнических задач,
  
• разрабатывать алгоритмы и программы для реализации процедур управления, обработки информации, анализа и генерирования сигналов;
  

иметь представление:

• о направлениях и перспективах развития микропроцессоров, микроконтроллеров, компьютеров и компьютерных систем и сетей.
  

Программа рассчитана на общий объем 110 учебных часов, в том числе аудиторных – 80 (48 –лекции, 16 – лабораторные работы, 16 – практические занятия).


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


ВВЕДЕНИЕ


Цели и задачи дисциплины, ее роль в подготовке специалиста по радиоэлектронной защите информации. Поколения вычислительных машин. Классификация, области применения и основные характеристики вычислительных машин и систем.


Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОРГАНИЗАЦИИ МИКРОПРОЦЕССОРОВ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН


Понятие об архитектуре вычислительной машины. Структура вычислительной машины. Адресные структуры основных памятей. Проблема выбора структуры и формата команд. Кодирование команд. Способы адресации. Передача управления в программах. Индексация. Теги и дескрипторы. Самоопределяемые данные. Программистские модели машин общего назначения, малых- и микроЭВМ. Особенности RISC-архитектуры. Состояние процессора (программы). Вектор (слово) состояния. Организация системы прерывания программ. Рабочий цикл процессора. Совмещение операций. Конвейер команд. Конвейер операций.


Раздел 2. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ

ПОДСИСТЕМ ВВОДА-ВЫВОДА


Проблемы и методы организации подсистем ввода-вывода. Прямой доступ к памяти. Принципы построения и структуры подсистем ввода-вывода. Интерфейс "Мультшина" (И-41). Особенности интерфейса "Мультшина-II".

Последовательные интерфейсы RS-232С и RS-485. Параллельный приборный интерфейс IEEE-488. Двухпроводный интерфейс I2C. Однопроводный интерфейс MicroLAN. Интерфейс LIN. CAN-интерфейс. Интерфейс USB. Интерфейс FireWire.


Раздел 3. ОСОБЕННОСТИ АРХИТЕКТУР МИКРОПРОЦЕССОРОВ

И КОМПЬЮТЕРОВ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ


Классификация микропроцессоров по назначению.

Особенности архитектуры, основные параметры и направления развития универсальных однокристальных микропроцессоров семейства i80х86.

Семейство однокристальных микроконтроллеров i8051: области применения, особенности архитектуры, базовое ядро, система команд, особенности портов, основные характеристики.

Семейство однокристальных микроконтроллеров PIC-micro: области применения, особенности архитектуры, системы команд, портов ввода-вывода, основные характеристики, направления развития.

Сигнальные микропроцессоры: области применения, особенности архитектуры, системы команд, портов ввода-вывода, основные характеристики, направления развития.

Персональные компьютеры. Программно-аппаратная модель IBM-совместимого персонального компьютера. Встроенные и внешние средства диагностики вычислительной системы.

Организация памяти IBM-совместимого компьютера. Виды памяти, аппаратная структура, методы доступа и взаимодействие процессора с памятью. Прямой доступ к ОЗУ.

Шинная архитектура персонального компьютера. Виды шин, материнская плата. Организация ввода-вывода по шине, обслуживание периферийных устройств.

Промышленные компьютеры, основные характеристики, особенности организации, области применения.


Раздел 4. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ

И МНОГОМАШИННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ


Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах и комплексах. Особенности организации отказоустойчивых многопроцессорных вычислительных комплексов. Типы структур многопроцессорных вычислительных систем, ориентированных на достижение сверхвысокой производительности. Конвеерно-векторные суперЭВМ. Концепция вычислительной системы с управлением потоком данных.


Раздел 5. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ


Общие сведения о компьютерных сетях. Классификация компьютерных сетей. Методы передачи данных по каналам связи. Коммутация каналов, сообщений и пакетов. Эталонная логическая модель сети и иерархия протоколов. Элементы протоколов. Протоколы управления физическим и информационным каналами и сетью передачи данных. Протокол Х.25. Локальные компьютерные сети. Особенности организации передачи информации в локальных сетях. Методы доступа к моноканалу.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Направления и перспективы развития вычислительных средств современных радиоэлектронных систем.


Примерный перечень ТЕМ лабораторных работ


1. Ввод аналоговой информации в компьютерных системах.

2. Вывод аналоговой информации в компьютерных системах.

3. Исследование метода передачи данных по последовательному интерфейсу SPI.

4. Исследование метода передачи данных по интерфейсу RS-232С.

Примерный перечень ТЕМ практических занятий

1. Устройство IBM-совместимого компьютера.

2. Системные шины персонального компьютера.

3. Особенности архитектуры сигнальных микропроцессоров.

4. Управление последовательным интерфейсом RS-232. Организация связи компьютера с периферийными устройствами по последовательному порту.

5. Интерфейс AC 97.

6. Интерфейс USB.

7. CAN-интерфейс.

8. Организация локальной сети со свободным доступом.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. – СПб.: Питер, 2000. – 816 с.
   
2. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 2-е изд./В.Г.Олифер, Н.А.Олифер.-СПб.:Питер,2003.-864 с.
   
3. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд. -М.: Энергоатомиздат, 1991. - 592 с.
   
4. Эрглис К.Э. Интерфейсы открытых систем: Учеб. курс. – М.:Горячая линия – Телеком, 2000. – 256 с.
   
5. Нанс Б. Компьютерные сети/Пер. с англ. -М.:Бином. 1995. - 400 с.
   
6. Ларионов А.М., Майоров С.А., Новиков Г.И. Вычислительные комплексы, системы и сети: Учебник для вузов. -Л.: Энергоатомиздат, 1987. -285 с.
   
7. Шпаковский Г.И. Архитектура параллельных ЭВМ: Учеб. пособие для вузов. -Мн.: Университетское, 1989. -192 с.
   
8. Микропроцессорные системы и микроЭВМ в измерительной технике: Учеб. пособие для вузов/Под ред. Филлипкова. -М.:Энергоатомиздат, 1995. -368 с.
   
9. Бурак А.И., Левкович В.Н. Интегрированная среда MPLab IDE разработки программ для микроконтроллеров PICmicro фирмы Microchip: Метод. пособие к лабораторным работам по курсу “Цифровые и микропроцессорные устройства» для студентов спец. 39 01 01 «Радиотехника» и 39 01 02 «Радиоэлектронные системы» всех форм обучения. –Мн.: БГУИР, 2003. –31 с.
   
10. Левкович В.Н. Вычислительные и коммуникационные средства радиосистем: Лаб. практикум для студ. спец. 39 01 02 «Радиоэлектронные системы». В 2 ч. Ч. 1./В.Н. Левкович, А.И. Бурак. -Мн: БГУИР, 2004. - 59 с.
    
11. Левкович В.Н., Грицук А.С., Коваленко И.В. Конструирование программ на Ассемблере для микроконтроллеров семейства PICmicro: Учеб. пособие по курсу “Цифровые и микропроцессорные устройства» для студ. спец. 39 01 01 «Радиотехника» и 39 01 02 «Радиоэлектронные системы» всех форм обуч. /В.Н. Левкович, А.С. Грицук, И.В. Коваленко. -Мн: БГУИР, 2004. - 80 с.
    
12. Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам: Пер. с англ. -М.: ДМК Пресс, 2004. –512 с.
    

Дополнительная

1. Лагутенко О.И. Модемы: Справочник пользователя. - СПб.: Лань, 1997. –275 с.
   
2. Михальчук и др. Микропроцессоры 80х86, Penttium: Архитектура, функционирование, программирование, оптимизация кода. -Мн.:Битрикс, 1994. -400 с.
   
3. Фрир Дж. Построение вычислительных систем на базе перспективных микропроцессоров: Пер. с англ. -М.: Мир, 1990. -576 с.
   
4. Нортон П. Язык ассемблера для IBM PC. -М.:Компьютер. 1993. -350 с.
   
5. Сташин В.В. и др. Проектирование цифровых устройств на однокристаль-ных микроконтроллерах/ В.В. Сташин, А.В. Урусов, О.Ф. Мологонцева. - М.: Энергоатомиздат, 1990. -224с.
   
6. Яценков В.С. Микроконтроллеры Microchip. Практическое руководство. – М.: Горячая линия-Телеком,2002.-296 с.
   
7. Internet. ссылка скрыта
   
8. Internet. ссылка скрыта
   
9. Internet. ссылка скрыта
   
10. Internet. ссылка скрыта
    

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

«3» июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-39-067/тип.

Переутверждена

УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

«9» декабря 2005 г.


ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям I-39 01 01 Радиотехника, I-39 01 02 Радиоэлектронные системы, I-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

«28» мая 2003 г.

« 7 » декабря 2005 г.


Составитель:

С.Б. Саломатин, доцент кафедры радиотехнических устройств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук


Рецензенты:

Кафедра радиолокации и радионавигации Военной академии Республики Беларусь (протокол № 11 от 25.2003 г.);

С.М. Костромицкий, Научно-производственное республиканское унитарное предприятие «СКБ Камертон», профессор, доктор технических наук;

Кафедра «Телекоммуникационные системы» Учреждения образования «Высший государственный колледж связи» (протокол № 19.02.2003 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протоколы № 8 от 10.03.2003 г., № 3 от 21.10.2005.г.);

Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протоколы № 1 от 26.05.2003 г., № 2 от 01.11.2005 г.)


Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.108-98.


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа «Цифровая обработка сигналов» разработана для специальностей I-39 01 01 Радиотехника, I-39 01 02 Радиоэлектронные системы, 1-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации высших учебных заведений.

Целью преподавания дисциплины является углубленная теоретическая и практическая подготовка студентов радиотехнических специальностей по основным направлениям цифровой обработки сигналов (ЦОС): цифровой фильтрации, спектрально-корреляционному анализу и оценки параметров, многомерной и адаптивной обработки, алгоритмическому обеспечению.

Студент, изучивший дисциплину «Цифровая обработка сигналов», должен:

знать:

• принципы и особенности дискретизации сигналов в радиоэлектронных системах;
  
• преобразования сигналов при цифровой обработке и связанные с ними искажения и погрешности;
  
• алгоритмы цифровой фильтрации, спектрального анализа и оценки параметров сигнала;
  
• методы синтеза систем цифровой обработки сигналов и оценки эффективности их работы;
  
• основные применения ЦОС.
  

При решении задач проектирования систем ЦОС студент должен

уметь:

• обоснованно оценить необходимые параметры дискретизации и квантования;
  
• выбирать наиболее эффективный алгоритм обработки;
  
• выполнять синтез цифрового фильтра;
  
• вычислять основные преобразование и базовые модели системы ЦОС;
  
• моделировать алгоритмы обработки на ЭВМ в средах общего и специализированного математического программного обеспечения (MathCAD, MatLAB, Maple и др.);
  
• оценить сложность реализации алгоритмов обработки на современной элементной базе.
  

Программа рассчитана на объем 120 учебных часов, в том числе аудиторных 80 часов.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


ВВЕДЕНИЕ

Задачи цифровой обработки в радиоэлектронных системах. Сравнение аналоговых и цифровых методов обработки сигналов. Преимущества и недостатки цифровой обработки сигналов. Области применения и возможности ЦОС. Общая структура системы цифровой обработки сигналов.


Раздел 1. ДИСКРЕТНЫЕ И ЦИФРОВЫЕ СИГНАЛЫ

И СИСТЕМЫ


Тема 1.1. Дискретизация и квантование сигналов

Математические модели дискретных сигналов. Дискретизация видео- и радиосигналов. Дискретное представление сигналов в виде функционального ряда. Условия выбора частоты дискретизации.

Квантование сигнала. Эффекты и шумы квантования. Стохастическая модель аналого-цифрового преобразования. Условия математической адекватности цифрового и дискретного сигналов. Алгебраическая структура цифровых сигналов и систем. Системы счисления, применяемые в ЦОС.


Тема 1.2. Математические модели дискретной и цифровой систем обработки сигналов

Методы и модели ЦОС. Разностные уравнения и метод пространства состояний. Оператор сдвига. Z- преобразование и преобразование Фурье дискретных сигналов. Спектры дискретных сигналов. Понятие цифрового фильтра. Технические показатели эффективности ЦОС. Точность и вычислительная сложность обработки сигналов.


Раздел 2. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ


Тема 2.1. Дискретное преобразование Фурье

Обработка сигналов с помощью дискретных ортогональных преобразований (ДПФ). Система дискретных экспоненциальных функций (ДЭФ) и обработка сигналов в поле комплексных чисел. Дискретное преобразование Фурье и его свойства. Прямое и обратное преобразования. Двухмерное ДПФ. Вычислительная сложность и точность ДПФ.


Тема 2.2.Быстрое преобразование Фурье

Определение быстрого преобразования Фурье (БПФ). Классификация алгоритмов БПФ. Алгоритмы БПФ с прореживанием во времени и частоте. БПФ по смешанному основанию. Алгоритм БПФ в системе остаточных классов.

Дуальность усеченного ДПФ и свертки. Сверточные и полиномиальные алгоритмы вычисления ДПФ. Вычисление БПФ с помощью ЛЧМ-Z-преобразования. Оценка вычислительной сложности и точности БПФ.


Тема 2.3. Дискретные преобразования

в поле вещественных чисел

Функции и дискретное преобразование Уолша-Адамара, их свойства и применение при цифровой обработке сигналов в поле вещественных чисел. Быстрое преобразование Уолша (БПУ). Оценка вычислительной сложности и точности.


Тема 2.4. Дискретные преобразования в поле целых чисел

Теоретико-числовые преобразования (ТЧП). Повышение точности вычислений с помощью теоретико-числовых преобразований сигналов в поле целых чисел. Прямые и обратные ТЧП, условия их существования. ТЧП Мерсенна и быстрое ТЧП Ферма. Оценка вычислительной сложности.


Тема 2.5. Обобщенные ортогональные

преобразования цифровых сигналов

Понятие обобщенного базиса. Характеры. Оператор циклического, диадного и обобщенного группового сдвига. Обобщенное преобразование Фурье. Классификация основных Фурье-подобных преобразований. Понятие о преобразовании Понтрягина-Виленкина. Преобразование спектров цифровых сигналов.


Тема 2.6. Дискретная свертка и корреляция

Дискретная свертка. Задача вычисления свертки и корреляции в цифровой обработки сигналов. Разновидности сверток: циклическая, линейная, диадная и свертка относительно обобщенного группового сдвига

Матричное и полиномиальное описание процесса вычисления свертки. Теплицевы и ганкелевы матрицы сдвигов, их свойства. Связь структур линейной и циклической свертки.

Методы вычисления сверток. Алгоритмы матричного, полиномиального вычисления. Вычисление циклической свертки с помощью быстрых ортогональных преобразований. Вычисление части линейной свертки и секционирование: методы перекрытия с накоплением и перекрытия с суммированием.

Автокорреляция и взаимная корреляция. Периодические и апериодические решетчатые (дискретные) корреляционные функции. Алгоритмы вычислений дискретных корреляционных функций и функции неопределенности цифровых сигналов.


Раздел 3. БАЗОВЫЕ МОДЕЛИ СИСТЕМ ЦОС


Тема 3.1. Описание цифровых фильтров с помощью аппарата разностных уравнений и дискретной свертки

Рекурсивные и нерекурсивные цифровые фильтры, их основные характеристики и параметры. Передаточные функции и частотные характеристики фильтров. Нерекурсивные цифровые фильтры с линейной ФЧХ. Минимально-фазовые нерекурсивные фильтры. Неминимально-фазовые фильтры. Формы реализации цифровых фильтров.


Тема 3.2. Типовые и специализированные цифровые фильтры

Типовые цифровые фильтры. Полосовые, квадратурные фильтры. Методы синтеза. Критерии, формулировка и методы решения задач аппроксимации. Методы оценки и обеспечения точности цифровых фильтров. Масштабирование сигналов в цифровых фильтрах.

Цифровые фильтры со специальными характеристиками. Дифференцирующие, интегрирующие и гребенчатые цифровые фильтры. Децимирующий и интерполирующий цифровые фильтры, понятие многоскоростной фильтрации.


Тема 3.3. Непараметрические методы спектрального

и корреляционного анализа

Задачи и методы спектрального анализа детерминированных дискретных сигналов. Параметры анализаторов спектра. Базовая структура анализатора спектра на основе ДПФ и БПФ. Частотная характеристика анализатора спектра на основе ДПФ. Особенности гармонического анализа сигналов. Роль параметров и весовых функций, используемых при спектральном анализе.

Спектральный анализ нестационарных сигналов. Недостатки ДПФ при обработки нестационарных сигналов. Понятие о частотно-временных преобразованиях. Применение текущего (короткого), весового ДПФ. Преобразование Габора. Фрактальные процессы. Дискретные Вейвлет- преобразования. Быстрое преобразование Хаара .

Спектрально-корреляционный анализ дискретных случайных сигналов. Статистические оценки автокорреляции и взаимной корреляции дискретных случайных сигналов. Коррелограммные и периодограммные оценки спектральной плотности мощности и взаимной спектральной плотности мощности дискретных случайных сигналов. Вычисление автокорреляционной и взаимокорреляционной функций дискретных сигналов с помощью ДПФ (БПФ).


Тема. 3.4. Параметрические методы спектрального анализа, основанные на моделях исследуемых процессов

Модели авторегрессии. Цифровые авторегрессионные фильтры и их характеристики. Методы и алгоритмы проекционной обработки сигналов: максимальной энтропии, метод Писаренко и сингулярного разложения.


Тема 3.5. Фильтры оптимальной обработки цифровых сигналов

Понятие статистически оптимального оценивания и воспроизведения сигналов. Линейные операторы и системы оптимального оценивания. Преобразование Карунена- Лоэва (ПКЛ). Дискретные операторы оценивания в базисе Чебышева и Фурье. Применение дискретного косинусного преобразования в системах оценки параметров.

Цифровые оптимальные оцениватели. Цифровой фильтр Винера. Оптимальный рекурсивный фильтр Калмана.


Раздел 4. ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

В РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ


Тема 4.1. Применение цифровой обработки сигналов в задачах радиолокации и навигации

Цифровая обработка сигналов в антенных фазированных решетках с помощью алгоритмов спектрального анализа и цифровой фильтрации. Цифровой согласованный фильтр на основе алгоритмов быстрых преобразований сигнала. Цифровой обнаружитель узкополосных сигналов. Обнаружители сигналов в условиях априорной неопределенности. Цифровая обработка сигналов в системах селекции движущихся целей. Цифровые фильтры сглаживания и рекуррентного оценивания траекторий. Пример цифровой пространственно-доплеровской обработки в когерентно-импульсной радиолокационной станции.


Тема 4.2. Цифровая спектрально-корреляционная обработка сложных сигналов

Назначение сложных сигналов в радиотехнических системах. Задачи обработки сложных радиосигналов в различных условиях приема. Структура цифрового многоканального приемника сложных сигналов. Применение быстрых ортогональных преобразований для решения задач обнаружения, оценки параметров, согласованной фильтрации и многоканальной корреляционной обработки сложных сигналов. Согласование базиса ортогонального преобразования с кодовой структурой сигнала. Примеры цифровой обработки сложных сигналов в системах спутниковой навигационной ГЛОНАСС, Navstar, сотовой сети стандарта CDMA.


Тема 4.3. Адаптивная цифровая фильтрация сигналов

Определение и назначение адаптивной обработки сигналов. Адаптивные алгоритмы для фильтров с конечной импульсной характеристикой: Винера, градиентный, по методу наименьших квадратов. Адаптивный фильтр как линейное предсказывающее устройство. Адаптивная фильтрация в частотной области. Цифровые адаптивные фильтры, использующие быстрые ортогональные преобразования. Перестраиваемые цифровые фильтры. Пример адаптивного цифрового фильтра совместной пространственно-доплеровской обработки с управлением от цифровых карт.


Заключение


Тенденции, перспективы и направления применения цифровой обработки сигналов в радиоэлектронных системах.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Математическое представление дискретных и цифровых сигналов и систем.
   
2. Дискретное преобразование Фурье и его свойства
   
3. Алгоритмы быстрого преобразования Фурье .
   
4. Алгоритмы спектрально-корреляционной обработки сложных сигналов с помощью быстрых преобразований Фурье и Уолша-Адамара.
   
5. Алгоритмы вычисления сверток и корреляционных функций с помощью дискретных ортогональных преобразований.
   
6. Расчет цифрового фильтра на основе дискретного преобразования Фурье и частотной выборки.
   
7. Алгоритмы спектрального анализа с помощью текущего ДПФ, частотно-временного преобразования Габора.
   
8. Синтез оптимальных сглаживающих цифровых фильтров.
   

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

1. Исследование свойств дискретного преобразования Фурье.
   
2. Алгоритм Кули-Тьюки быстрого преобразования Фурье.
   
3. Обработка сигналов с использованием быстрых преобразований Уолша-Адамара.
   
4. Теоретико - числовые преобразования сигналов.
   
5. Быстрые алгоритмы вычисления длинных сверток сигналов.
   
6. Синтез и исследование цифровых фильтров обработки радио­локационной информации.
   
7. Быстрая корреляционная обработка сложных сигналов.
   
8. Исследование частотно-временных преобразований.
   

ЛИТЕРАТУРА


ОСНОВНАЯ

1. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применения цифровой обработки сигналов. – М.: Мир, 1978.
   
2. Глинченко А.С. Цифровая обработка сигналов: Учеб. пособие. В 2 ч.-Красноярск.: КГТУ, 2001.
   
3. Лосев В.В. Микропроцессорные устройства обработки информации. Алгоритмы цифровой обработки: Учеб. пособие для вузов.- Мн.: Выш. шк., 1990.
   
4. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов. Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 1990.
   
5. Саломатин С.Б. Цифровая обработка сигналов в радиоэлектронных системах. – Мн.: БГУИР, 2003.
   

6. Методы цифровой обработки сигналов/ Под ред. Ю.В. Гуляева, В.Ф. Кравченко.-М.: Радиотехника, 2003.

7. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов: Пер.с англ.- М.: Радио и связь, 1989.

8. Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. - М.:Радио и связь, 1986.

9. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложение : Пер. с англ..- М.: Мир, 1990.
   

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Сверхбольшие интегральные схемы и современная обработка сигналов: Пер. с англ./Под ред. С. Гуна, Х. Уайтхауса, Т. Кайлата. – М.: Радио и связь, 1989.
   
2. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации: Учеб. пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1992.
   
3. Даджион Д., Мерсеро Р. Цифровая обработка многомерных сигналов.- М.: Мир, 1988 г.
   
4. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ.- М.: Мир, 1989.
   
5. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов: Пер. с англ.- М.: Мир, 1989.
   
6. Трахтман А.М., Трахтман В.А. Основы теории дискретных сигналов на конечных интервалах. – М.: Сов. радио, 1975.
   
7. Петько В.И., Куконин В.Е., Шихов Н.Б. Цифровая фильтрация и обработка сигналов: Учеб. пособие.- Мн.: Унiверсiтэцкае, 1995.
   
8. Вариченко Л.В., Лабунец В.Г., Раков М.А. Абстрактные алгебраические системы и цифровая обработка сигналов.- Киев.:Наук. думка, 1986.
   
9. Перов В.П. Прикладная спектральная теория оценивания.- М.: Наука, 1982.
   
10. Ахмед Н., Рао К.Р. Ортогональные преобразования при обработке цифровых сигналов: Пер. с англ.- М.: Связь, 1980.
    

Применение цифровой обработки сигналов/ Под ред. Оппенгейма.- М.: Мир, 1980.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-39-019/тип.

Переутверждена

УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

«9» декабря 2005 г.


КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям I-39 01 02 Радиоэлектронные системы,

I-39 01 01 Радиотехника, I-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

«7» декабря 2005 г.


Составители:

Н.С.Образцов, заведующий кафедрой радиоэлектронных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», профессор, кандидат технических наук;

А.М. Ткачук, доцент кафедры радиоэлектронных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»


Рецензенты:

Кафедра радиоэлектроники Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 5 от 03.01.2003 г.);

Кафедра общетехнических дисциплин Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 6 от 30.01.2003 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой радиоэлектронных средств Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протоколы № 9 от 13.01.2003 г., № 3 от 21.1.2005 г.);


Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протоколы № 1 от 26.05.2003 г., № 2 от 01.11.2005 г.)

Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.108-98.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа дисциплины «Конструирование и технология производства радиоэлектронных средств» разработана для специальностей I-39 01 02 Радиоэлектронные системы, 1-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации и I-39 01 01 Радиотехника высших учебных заведений

Она предусматривает наличие у студентов базовых теоретических знаний по математике, механике, тепломассообмену.

Целью изучения дисциплины является ознакомление студентов с основами конструирования и технологией изготовления радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

В результате освоения дисциплины «Конструирование и технология производства радиоэлектронных средств» студент должен:

знать:

- основные принципы, методы и средства конструирования РЭА различных видов и классов;

- основы взаимозаменяемости;

- назначение и содержание стадий разработки РЭА;

- методы защиты РЭА от дестабилизирующих факторов;

- особенности и возможности типовых технологических процессов при изготовлении РЭА;

уметь характеризовать:

- эксплуатационные характеристики РЭА;

- условия использования и технико-экономические показатели РЭА;

уметь анализировать:

- устойчивость к действию внешних факторов;

приобрести навыки:

- использования принципов, методов и средств конструирования РЭА;

Программа рассчитана на объем 64 учебных часа. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций - 34 часа, лабораторных занятий - 30 часов.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. Этапы развития конструирования

и технологии производства РЭА


Тема 1.1. Условия использования и технико-экономические

характеристики РЭА

Этапы развития конструирования и технологии производства РЭА различных поколений. РЭА как объект эксплуатации. Условия использования РЭА. Характеристика факторов, действующих на РЭА в различных эксплуатационных условиях. Эксплуатационные характеристики РЭА: надежность, ремонтопригодность, устойчивость к действию внешних факторов, габариты, масса, геометрические формы, экономичность. Стабильность и устойчивость технологического процесса.

Тема 1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ РЭА

Классификация, особенности конструкций и структура РЭА. Классификация РЭА по функциональным эксплуатационным и производственным признакам. Профессиональная РЭА: наземная, морская, бортовая. Бытовая РЭА: стационарная, переносная. Особенности конструкций РЭА различного назначения. Методы компоновки РЭА.

РЭА как сложная система. Понятие о структуре и сложности конструкции РЭА. Влияние назначения и места использования на выбор общей структуры РЭА. Учет электромагнитной совместимости при выборе конструкторской структуры РЭА.