Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 01.01.2001 г.);

Научно-методическим советом по группе специальностей 1Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.);

Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.)

Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.108-98

Ответственный за редакцию:

Ответственный за выпуск:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Радиоприемные устройства» разработана в соответствии с образовательным стандартом РД РБ 02100.5.108-98 для студентов специальностей 1Радиотехника, 1Радиоэлектронные системы, 1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения высших учебных заведений.

Целью изучения дисциплины является освоение студентами теоретических основ функционирования, принципов анализа, синтеза и методов проектирования современных радиоприемных устройств (РПУ) различного назначения.

Курс «Радиоприемные устройства» предусмотрен учебным планом специальности Радиотехника и обеспечивает научную и техническую подготовку радиоинженера. Изучая данную дисциплину, студенты знакомятся с методами проектирования, синтеза и анализа радиоэлектронных устройств, функционирующих в условиях сложной электромагнитной обстановки, с методами и устройствами усиления и выделения слабых сигналов, способами адаптации устройств приема и обработки сигналов к изменяющейся помеховой обстановке.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Изучение дисциплины «Радиоприемные устройства» базируется на физико-математической подготовке студентов. Здесь особая роль отводится таким разделам математики как линейные векторные пространства, теория комплексных переменных, интегральное и дифференциальное исчисление, ряды, теория вероятности и случайных процессов, матричное исчисление, численные и графические методы анализа, а также таким разделам физики как электричество и магнетизм, электромагнитное поле, акустика.

В результате освоения курса «Радиоприемные устройства» студент должен:

знать:

-  основные проблемы и задачи приема и обработки радиосигналов;

-  принципы и методы построения приемных каналов различного назначения;

-  операции обработки радиосигналов и способы их физической реализации;

-  типовые схемы каскадов РПУ, их методы анализа и синтеза;

-  передаточные характеристики РПУ и методы их оптимизации;

-  методы и способы управления характеристиками и параметрами РПУ;

уметь характеризовать:

-  структурные и принципиальные схемы радиоприемных трактов на основе аналитических выражений, описывающих различные типы модулированных входных сигналов;

уметь анализировать:

-  шумовые и передаточные свойства каскадов РПУ, амплитудно-частотную и передаточную характеристики, динамический диапазон РПУ и его каскадов;

-  качественные показатели приема;

-  условия самовозбуждения каскадов РПУ и их устойчивой работы в диапазоне частот;

приобрести навыки:

-  проектирования, синтеза приемных трактов с заданными характеристиками;

-  контроля характеристик и экспериментальных исследований РПУ.

Для специальности 1Радиотехника программа рассчитана на объем 144 учебных часа, которые могут быть распределены на лекции – 80 часов, лабораторные занятия – 48 часов и практические занятий – 16 часов.

Для специальности 1Радиоэлектронные системы программа рассчитана на объем 150 учебных часа, в том числе 100 аудиторных часов.

Для специальности 1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения программа рассчитана на объем 80 учебных часа, которые могут быть распределены на лекции – 48 часов, лабораторные занятия –32 часа.

Распределение часов для специальности 1

Таблица 1.

№

пп

Наименование темы

Лекции

(часы)

Практические занятия (часы)

Лабораторные занятия (часы)

Все-го

1

2

3

4

5

6

1.

Раздел 1. Общие сведения о радиоприемных устройствах

1.1.

Основные определения и классификация РПУ

2

2

1.2.

Основные характеристики и параметры приемных трактов

2

2

4

8

2.

Раздел 2. Помехи радиоприему

2.1.

Общая характеристика помех

2

2

2.2.

Шумы пассивных элементов

2

2

2.3.

Шумы активных элементов

2

2

4

8

3.

Раздел 3. Устройства согласования и предварительной селекции

3.1

Согласование в цепях с сосредоточенными параметрами

2

2

3.2.

Входные цепи с сосредоточенными параметрами

2

2

4

8

3.3.

Согласование в цепях с распределенными параметрами

2

2

3.4.

Устройства согласования

2

2

4.

Раздел 4. Усилители радиосигналов (УРС)

4.1.

Теория УРС с сосредоточенными параметрами

2

2

4

8

 

Продолжение таблицы 1

1

2

3

4

5

6

4.2.

Шумовые характеристики УРС

2

2

4.3.

Типовые схемы УРС

4

4

8

4.4.
УРС диапазона СВЧ

2

2

4

4.5.

УРС с отрицательным со-противлением

2

2

5.

Раздел 5. Каскады с переменными параметрами

5.1.

Реактивные преобразователи частоты

2

4

6

5.2.

Резистивные преобразователи частоты

2

4

6

5.3.

Типовые схемы преобразователей частоты

2

2

4

6.

Раздел 6. Детекторы приемных каналов

6.1.

Амплитудные детекторы

2

1

4

7

6.2.

Режимы работы диодных детекторов

2

2

6.3.

Искажение сигналов в АМ детекторах

2

2

6.4.

Синхронные АМ детекторы

2

2

6.5.

Фазовые детекторы

2

2

6.6.

Частотные детекторы

2

1

3

7.

Раздел 7. Устройства управления и регулирования в приемных каналах.

7.1.

Регулировка частоты настройки

2

1

3

7.2.

Системы автоматической подстройки частоты

2

2

7.3.

Способы регулировки усиления в каскадах РПУ

2

1

3

7.4.

Системы автоматической регулировки усиления (АРУ) и автоматической регулировки чувствительности (АРЧ)

2

2

7.5.

АРУ с обратной связью

2

4

6

8.

Раздел 8. Особенности построения РПУ для различных видов радиосигналов

8.1.

Приемники АМ сигналов

4

4

8

8.2.

Приемники с магнитной антенной

2

2

Окончание таблицы 1

1

2

3

4

5

6

8.3.

Особенности РПУ с активными антеннами

2

2

8.4.

Приемники ЧМ сигналов

2

4

6

8.5.

Порогоснижающие методы приема

2

2

8.6.

Приемники магистральных линий связи

2

2

8.7.

Прием дискретных сигналов

2

4

6

8.8.

Цифровые приемники

2

2

8.9.

Цифровая обработка сигналов

2

2

8.10.

Организация цифрового вещания

2

2

Распределение часов для специальности 1

Таблица 2.

№

пп

Наименование темы
Лекции

(часы)

Лабораторные занятия

(часы)
Всего

(часы)

1

2
3

4
5

1.

Раздел 1. Принципы функционирова-ния и характеристики РПУ

6

1.1.

Введение, цели и задачи дисциплины, ее особенности и связь с другими дисциплинами. Методические рекомендации по изу-чению дисциплины. Общие сведения об РПУ. Основные определения и понятия. Назначение, функции и виды РПУ.

2

2

1.2.

Основные технические ха­рактеристики и параметры радиоприемных трактов.

2

2

1.3.

Структуры и особенности построения радиоприемных трактов

2

2

2.

Раздел 2. Помехи радиоприему и методы борьбы с ними

4

2.1.

Общая характеристика помех. Методы борьбы с помехами радиоприему. Общие сведения. Классификация.

2

2

2.2.

Действие флуктуационных, сосредоточен-ных и импульсных помех на РПУ и спо-собы уменьшения их влияния.

2

2

3.

Раздел 3. Устройства согласования и предварительной селекции в РПУ

10

3.1

Согласование в РПУ. Назначение, классификация. Типовые схемы и конструкции согласующих устройств.

2

2

3.2.

Входные цепи РПУ умеренно высоких частот.

2

4

6

Окончание таблицы 2

1

2

3

4

5

3.3.

Входные цепи РПУ СВЧ диапазона.

2

2

4.

Раздел 4. Усилители радиосигналов (УРС)

14

4.1.

Теория УРС. УРС с сосредоточенными параметрами.

2

4

6

4.2.

УРС СВЧ диапазона

2

2

4.3.

Полосовые УРС

2

4

6

5.

Раздел 5. Преобразователи частоты (ПЧ)

12

5.1.

Теория ПЧ.

2

2

5.2.

Транзисторные ПЧ.

2

4

6

5.3.

Диодные ПЧ.

2

2

5.4.

ПЧ СВЧ диапазона

2

2

6.

Раздел 6. Детекторы РПУ

16

6.1.

Амплитудные детекторы.

2

4

6

6.2.

Синхронные детекторы

2

2

6.3.

Фазовые детекторы

2

2

6.4.

Частотные детекторы

2

4

6

7.

Раздел 7. Устройства управления и регулирования в РПУ

10

7.1.

Частотная настройка в РПУ. Системы автоматической подстройки частоты

2

2

7.2.

Автоматическая регулировка усиления (АРУ) в РПУ

2

4

6

7.3.

Автоматическая регулировка чувствительности (АРЧ) в РПУ

2

2

8.

Раздел 8. Особенности РПУ различного назначения. Радиовещательные РПУ Ма-гистральные РПУ. РПУ СВЧ диапазона

4

4

8

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОПРИЕМНЫХ

УСТРОЙСТВАХ

Тема 1.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Краткая характеристика радиосигналов. Задачи приема и операции обработки радиосигналов. Классификация РПУ. Краткий исторический очерк развития теории и техники радиоприема. Структуры и особенности построения приемных каналов и их связь с эволюцией элементной базы и общим развитием радиотехники.

Тема 1.2. Основные характеристики и параметры приемных каналов

Чувствительность. Верность воспроизведения сообщения. Односигнальная и многосигнальная частотная избирательность. Линейные и нелинейные искажения сигналов. Эффективная частотная избирательность. Динамический диапазон. Помехоустойчивость.

Тема 1.3. СТРУКТУРЫ И ОсоБЕННОСТИ пОСТРОЕНИЯ

РАДИОприемных трактов (ДЛЯ 1

РПУ прямого усиления. Супергетеродинные РПУ с однократным и многократным преобразованием частоты. Инфрадинный РПУ. Синхродинный РПУ.

Раздел 2. Помехи радиоприему И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НИМИ

Тема 2.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА помех

Электромагнитная обстановка при приеме радиосигналов. Виды помех и их классификация. Модели помех.

Тема 2.2. Шумы пассивных элементов

Шумы пассивных элементов РПУ. Эквивалентные шумовые схемы. Шумы приемных антенн. Формула Найквиста. Эффективная шумовая температура Шумы колебательных контуров. Эффективная шумовая полоса.

Тема 2.3. Шумы активных элементов

Эквивалентные шумовые схемы. Коэффициент шума. Метод шумящего четырехполюсника. Шумы каскадного соединения четырехполюсников. Шумовые характеристики и параметры приемных трактов. Связь коэффициента шума и чувствительности.

Тема 2.4. МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ПОМЕХАМИ РАДИОПРИЕМУ

Методы борьбы с помехами радиоприему. Общие сведения. Классифика-ция.

Тема 2.5. ДЕЙСТВИЕ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ПОМЕХ НА РПУ И СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ИХ ВЛИЯНИЯ

Действие сосредоточенных помех на РПУ. Нелинейные эффекты и их классификация. Блокирование, перекрестная модуляция, обратное преобразова-ние шумов гетеродина, интермодуляция.

Тема 2.5. ДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ НА РПУ И СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ИХ ВЛИЯНИЯ

Действие импульсных помех на РПУ и способы уменьшения их влияния. Особенности борьбы с промышленными помехами.

Раздел 3. Устройства согласования

и предварительной селекции

Тема 3.1. Цепи с сосредоточенными параметрами

Основные определения и понятия. Назначение и классификация. Условия согласования по мощности. Структура идеальной согласующей цепи. Типовые схемы и конструкции согласующих устройств. Условия согласования по шумам. Согласующие цепи. Принципы согласования по динамическому диапазону. Согласующие цепи и каскады.

Тема 3.2. Входные цепи с сосредоточенными

параметрами

Виды входных цепей РПУ. Резонансный коэффициент передачи. Частотная избирательность. Многозвенные ВЦ. Активные антенны.

Тема 3.3. Цепи с распределенными параметрами

Условие согласования в цепях с распределенными параметрами. Трансформаторы на отрезках линий. Типовые согласующие схемы.

Тема 3.4. Устройства согласования СВЧ специального

назначения

Ферритовые циркуляторы, СВЧ мосты, делители мощности, ответвители, разрядники.

Раздел 4. Усилители радиосигналов

Тема 4.1. Теория УРС с сосредоточенными

параметрами

Основные определения и понятия. Назначение и классификация УРС. Внутренние и внешние параметры, основные характеристики. Устойчивость УРС. Шумовые свойства УРС.

Тема 4.2. Типовые схемы УРС

УРС с последовательным и параллельным питанием. Схема с общей базой. Внутренние и внешние параметры. Каскадные и каскодные схемы УРС. Многокаскадные УРС с распределенной и сосредоточенной селекцией. Активные фильтры.

Тема 4.3. УРС диапазона СВЧ

Теория УРС с распределенными параметрами. Внутренние и внешние параметры, основные характеристики. УРС СВЧ на полевых и биполярных транзисторах. УРС отражательного и проходного типа. Усилители с отрицательным сопротивлением. УРС на туннельном диоде. Усилители сигналов оптического диапазона волн.

Раздел 5. Каскады с переменными параметрами

Тема 5.1. Реактивные преобразователи частоты

Основные понятия, классификация. Параметрический усилитель (ПУ). Принцип действия емкостного ПУ. Двухконтурный ПУ. Формулы Менли-Роу.

Тема 5.2. Резистивные преобразователи частоты

Назначение и классификация. Внутренние параметры и основные характеристики. Дополнительные каналы приемы при преобразовании частоты. Многократное преобразование частоты. Методика расчета числа преобразователей частоты (ПЧ) в РПУ.

Тема 5.3. Типовые схемы преобразователей частоты

ПЧ на полевых транзисторах Выбор рабочего режима. ПЧ на биполярных транзисторах. Диодные ПЧ. Балансные и кольцевые ПЧ. ПЧ с компенсацией зеркального канала.

Тема 5.4. ПЧ СВЧ ДИАПАЗОНА

Особенности ПЧ СВЧ диапазона. ПЧ с компенсацией зеркального канала, с использованием суммарной и зеркальной частот. Типовые схемы ПЧ.

Раздел 6. Детекторы приемных ТРАКТОВ

Тема 6.1. АМПЛИТУДНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ

Основные определения и понятия. Назначение и классификация. Классификация, режимы работы, типовые схемы. Диодные детекторы. Режим слабого сигнала. Режим сильного сигнала. Внутренние и внешние параметры. Линейные и нелинейные искажения сигналов в АМ детекторах. АМ детекторы на транзисторах и операционных усилителях.

Тема 6.2. СИНХРОННЫЕ АМ ДЕТЕКТОРЫ

Взаимодействие сигналов в АМ детекторе. Принцип синхронного детектирования. Типовые структурные схемы. Способы формирования опорного колебания.

Тема 6.3. ФАЗОВЫЕ ДЕТЕКТОРЫ

Назначение, принцип действия. Типовые схемы. Основные характеристики.

Тема 6.4. ЧАСТОТНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ

Назначение, принцип действия. Промежуточное преобразование в амплитудную и фазовую модуляцию. Типовые схемы.

Раздел 7. Устройства управления и регулирования

в приемных ТРАКТАХ

Тема 7.1. Регулировка частоты настройки

Сопряжение настроек контуров гетеродина и сигнала. Автоматическая подстройка частоты (АПЧ) в РПУ. Структурные схемы типовых систем АПЧ. Графический анализ системы АПЧ. Графический анализ системы фазовой АПЧ.

Тема 7.2. Регулировка усиления

Автоматическая регулировка усиления (АРУ) и автоматическая регулировка чувствительности (АРЧ) в РПУ. Структурные схемы АРУ, АРЧ. Способы регулировки усиления в приемных трактах. Компандерные системы на основе АРУ. Анализ АРУ с обратной связью. Типовые схемы АРУ.

Раздел 8. Особенности построения РПУ

различнОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Тема 8.1.Приемники АМ сигналов

Характеристика сигналов. Структурные схемы. Приемники однополосных сигналов. Прием сигналов стереовещания. РПУ с магнитной антенной. Методы повышения реальной чувствительности по полю. Активные магнитные антенны. Активные антенны-усилители. РПУ с активной фильтрацией. Проблемы реализации высокочастотных активных фильтров (АФ).

Тема 8.2. Приемники ЧМ сигналов

Характеристика сигналов. Структурные схемы РПУ ЧМ сигналов. Искажения сигналов. Пороговый эффект. Методы уменьшения порогового эффекта. Следящие фильтры.

Тема 8.3. Приемники магистральных линий связи

Общая характеристика. Прием дискретных сигналов. РПУ радиорелейных ЛС. Прием дискретных сигналов. Амплитудная, фазовая, частотная манипуляция. Особенности приема импульсных сигналов. АРУ и детекторы импульсных РПУ. Частотное и временное уплотнение сигналов. Спутниковые системы радиовещания. Приемники оптических сигналов. Методы оптимального приема сигналов. Оптимальная фильтрация, корреляционные методы обработки сигналов.

Тема 8.4. цифровые РПУ

РПУ с микропроцессорным управлением. Аналого-цифровые преобразователи. Цифровые фильтры. Цифровые детекторы. Синтезаторы частоты. Регулировка усиления. Сжатие информации, метод MUSICAM, кодеры стандартов MPEG. Цифровые стандарты DAB, DVB, DSR, MAC, NICAM. Тенденции развития техники радиоприема.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тенденции развития РПУ различного назначения

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1

1.  Типовые схемы радиоприемных устройств.

2.  Шумовые характеристики РПУ.

3.  Устройства согласования и предварительной селекции.

4.  Усилители радиосигналов с сосредоточенными параметрами.

5.  Усилители радиосигналов с распределенными параметрами.

6.  Преобразователи частоты.

7.  Детекторы радиосигналов.

8.  Автоматические регулировки в РПУ.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1

1.  Типовые схемы радиоприемных устройств.

2.  Шумовые характеристики РПУ.

3.  Устройства согласования и предварительной селекции.

4.  Усилители радиосигналов с сосредоточенными параметрами.

5.  Усилители радиосигналов с распределенными параметрами.

6.  Преобразователи частоты.

7.  Детекторы радиосигналов.

8.  Автоматические регулировки в РПУ.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1

1.  Исследование входных цепей.

2.  Исследование усилителей сигналов радиочастоты.

3.  Исследование усилителей сигналов промежуточной частоты.

4.  Исследование детекторов АМ сигналов.

5.  Исследование преобразователей частоты.

6.  Исследование системы АРУ транзисторных приемников.

7.  Исследование элементов ЧМ приемника.

8.  Исследование усилителей и детекторов радиоимпульсных сигналов.

9.  Исследование нелинейных явлений в высокочастотных каскадах РПУ.

10.  Исследование параметрического усилителя.

11.  Исследование шумовых параметров радиоприемных устройств.

12. Метрические испытания радиовещательного РПУ.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1

1.  Исследование входных цепей РПУ.

2.  Исследование усилителей сигналов радиочастоты.

3.  Исследование усилителей сигналов промежуточной частоты.

4.  Исследование преобразователей частоты.

5.  Исследование детекторов АМ сигналов

6.  Исследование элементов РПУ ЧМ сигналов.

7.  Исследование систем АРУ.

8.  Метрические испытания радиовещательного РПУ.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1

1.  Исследование входных цепей РПУ.

2.  Исследование усилителей сигналов радиочастоты.

3.  Исследование усилителей сигналов промежуточной частоты.

4.  Исследование преобразователей частоты..

5.  Исследование детекторов АМ сигналов

6.  Исследование элементов РПУ ЧМ сигналов.

7.  Исследование систем АРУ.

8.  Метрические испытания радиовещательного РПУ.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1

1.  Проектирование радиовещательного РПУ.

2.  Проектирование связного РПУ.

3.  Проектирование радиолокационного РПУ.

4.  Проектирование РПУ магистральной связи.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1

1.  Проектирование радиовещательного РПУ.

2.  Проектирование радиосвязного РПУ.

3.  Проектирование радиолокационного РПУ.

ВНЕАУДИТОРНАЯ (САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ) РАБОТА

СТУДЕНТОВ И ФОРМЫ КОНТРОЛЯ

Самостоятельная работа направлена на решение задач проектирования, синтеза и анализа приемников. Перечень задач дается на практических занятиях.

Формы самостоятельной работы студентов: курсовое проектирование, изучение лекционного материала, работа с литературой, подготовка к практическим занятиям (по одному часу на занятие).

При изучении дисциплины предусматриваются следующие формы контроля: контрольные работы, которые проводятся на лекциях и практических занятиях, проверка конспектов, защита курсового проекта. Итоговая форма контроля – экзамен по курсу.

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

1. Радиоприемные устройства./ Под ред. . - М.: Высш. шк., 1989.

2.  Палшков устройства. - М.: Радио и связь, 1984.

3.  , Окулич устройства. – Мн.: Выш. шк., 1991.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1.  , , и др. Радиоприемные устройства/ Под ред. . - М.: Радио и связь, 1984.

2.  Голубев главного тракта приема РПУ.- М.: Радио и связь, 1982.

3.  , , и др. Судовые радиоприемные устройства/Под ред. . - М.: Транспорт, 1984.

4.  Проектирование радиолокационных приемных устройств. / Под ред. . - М.: Высш. шк., 1984.

5.  Сборник задач и упражнений по курсу радиоприемных устройств/ Под ред. . - М.: Радио и связь, 1984.

6.  Головин РПУ декаметрового диапазона. - М.: Радио и связь, 1985.

7.  Тихонов прием сигналов. - М.: Радио и связь, 1986.

8.  Побережский РПУ. - М.: Радио и связь, 1987.

9.  , Розанов миллиметровых волн.- М.: Радио и связь, 1989.

10.  СВЧ цепи. - М.: Радио и связь, 1990.

11.  Рэд пособие по в/ч схемотехнике: схемы, блоки, 50-омная техника: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990.

12.  Колесников звукозапись и цифровое радиовещание. - М.: Радио и связь, 1991..

13.  Курочкин анализа и расчета аналоговых электронных устройств: Метод. Пособие по курсовому и дипломному проектированию.-Мн.: БГУИР, 1994.

14.  Курочкин проектирования линейных активных фильтров: Метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БГУИР, 1995.

15.  , Рощупкин устройства: термины, параметры, ЭМС. Метод. пособие по РПУ. - Мн.: БГУИР, 1997.

16.  ГОСТ Радиосвязь. Термины и определения.

17.  Радиовещание и электроакустика: Учебн. пособие/Под ред. . - М.: Радио и связь, 1998..

18.  Методическое пособие по курсовому проектированию радиоприемных устройств средств связи для студентов специальности “Радиотехника”/ , , . - Мн.: БГУИР, 2000

19.  Бытовая радиоэлектронная техника: Энциклопедический справочник.-Мн.: Беларуская Энцыклапедыя, 1995.

20.  Малевич устройства. - Мозырь: Белый ветер, 2000.

21. Проектирование радиоприемных устройств/ Под ред. . - М.: Сов. радио, 1976.

23. , , Федорцов проектирования радиоприемников. - Л.: Энергия, 1977.

24. Белкин по учебному проектированию приемно-усилитель-ных устройств. –Львов: Вiща шк., 1988.

25. Лабораторный практикум по курсу «Устройства обработки радиосигналов». Ч.1, 2, 3 – Мн.: МРТИ, 1991.

26. Лабораторный практикум по курсу «Специальные вопросы теории и техники радиоприема». Ч.1, 2 – Мн.: МРТИ, 1992.

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-45-021/тип.

ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ СИСТЕМ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям

1Многоканальные системы телекоммуникаций,

1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения,

1Сети телекоммуникаций

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

Составитель:

, доцент кафедры сетей и устройств телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук

Рецензенты:

доцент кафедры электротехники Военной академии Республики Беларусь, кандидат технических наук, полковник;

Кафедра электротехники Военной академии Республики Беларусь (протокол от 01.01.2001 г.)

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой сетей и устройств телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 01.01.2001 г.);

Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.)

Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности

Ответственный за редакцию:

Ответственный за выпуск:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Электропитание систем телекоммуникаций» (ЭПСТК) разработана для специальностей 1Многоканальные системы телекоммуникаций, 1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения 1Сети телекоммуникаций, высших учебных заведений. Силовые электропреобразовательные устройства и, в частности, разнообразные источники вторичного электропитания (ИВЭП) составляют до % от общего объема и массы аппаратуры современных телекомму­никационных средств. Поэтому инженеру по телекоммуникациям, вне за­висимости от его конкретной специализации, с необходимостью приходится не только выбирать, эксплуатировать и налаживать различные устройства и системы электропитания, но и совершенствовать иx, проектировать и испытывать.

Поэтому целью преподавания дисциплины ЭПСТК является :

- изучить принципы построения, основы теории и методов расчета наиболее распространенных устройств и систем электропитания аппаратуры телекоммуникаций;

- познакомиться с основами проектирования ИВЭП с учетом требова­ний энергетической эффективности, высокой электрической и механиче­ской надежности, электромагнитной совместимости, комплексной миниатю­ризации;

- дать представление о перспективах использования новых явлений и достижений современной функциональной электроники в ИВЭП.

В результате освоения курса «Электропитание систем телекоммуникаций» студент должен:

знать:

- структурные и функциональные схемы современных систем и устройств электропитания;

- принципы работы основных функциональных узлов ИВЭП;

- основы конструирования и современную элементную базу микроэлектронных источников электропитания;

уметь характеризовать:

- основные параметры и способы использования силовых элек­тропреобразовательных устройств в аппаратуре телекоммуникаций самого различного назначения;

уметь анализировать:

- проводить электрические и тепловые расчеты силовых цепей выпрямителей переменного напряжения синусоидальной и прямоугольной формы, стабилизаторов напряжения и тока, преобразователей напряжения;

-  разрабатывать трансформаторы, дроссели, сглаживающие фильтры;

приобрести навыки:

-  в выборе типов источников первичного электропитания для средств телекоммуникаций различного назначения;

- в составлении структурных схем средств вторичного электропитания аппаратуры телекоммуникаций;

- в проведении испытания источников первичного и вторичного электро­питания и измерения их характеристик;

- в использовании микроэлектронных изделий в ИВЭП различной мощности.

Программа рассчитана на объем 68 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий:

лекций - 34 часа, лабораторных работ - 34 часа, экзамен в 6 семестре.

Для успешного изучения дисциплины необходимо знание основ элек­тротехники, принципа действия и характеристик электронных и ионных

приборов.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Предмет и задачи дисциплины ЭПСТК. Характеристика дисциплины как целостной системы знаний, охватывающей вопросы использования электро­физических явлений при построении силовых электропреобразовательных устройств и, прежде всего, - источников вторичного электропитания (ИВЭП).

Структура и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами учебного плана, место курса в системе подготовки инженера телеком­муникаций.

Классификация источников питания ( первичные источники питания, ИВЭП). Структурные схемы современных ИВЭП. Принципы электроснабжения и электропитания СТК различного назначения.

Раздел 1. Электромагнитные устройства силовых узлов

Тема 1.1. Сетевые (силовые) трансформаторы

Электромагнитная схема трансформатора. Формула трансформаторной ЭДС. Уравнения равновесия электрических и магнитных воздействий в двухобмоточном трансформаторе.

Тема 1.2.Эквивалентные схемы и векторные диаграммы

для трансформатора на холостом ходе и в рабочем режиме

Опыты холостого хода и короткого замыкания для экспериментальной оценки характеристик трансформатора. Формула электромагнитной (габаритной) мощности трансформатора. КПД трансформатора и его внешняя характеристика.

Тема 1.3. Основы расчета и проектирования трансформаторов

Разновидности трансформаторов.

Тема 1.4. Электрические реакторы и магнитные усилители

Применение реакторов в устройствах электропитания. Дроссели, особенности их конс­трукции. Магнитные усилители (МУ): назначение, принцип действия, ос­новные схемы, особенности конструкции и характеристики. Применение МУ в ИВЭП.

Раздел 2. Выпрямительные устройства

Тема 2.1.Принципы выпрямления переменного тока

Классификация схем выпрямления: однотактные, многотактные, для однофазной и многофазных сетей. Анализ работы многофазного выпрямителя при активной нагрузке.

Тема 2.2 Особенности работы многофазного выпрямителя

на нагрузки индуктивного и емкостного характера

Внешняя характеристика выпрямителя.

Тема 2.3. Схемы выпрямителей для однофазной сети и трехфазной сетей переменного тока

Выпрямители с умножением напряжения.

Тема 2.4. Сглаживающие фильтры в цепях электропитания

Переходные процессы в ИВЭП. Активные сглаживающие фильтры.

Раздел 3. Регуляторы и стабилизаторы напряжения и тока

Тема 3.1. Регулирование и стабилизация напряжения и тока в ИВЭП

Управляемые выпрямители. Стабилизаторы напряжения и тока. Назначение, классификация, структурные схемы. Качественные и энергетические характеристики. Проблема миниатюризации.

Тема 3.2. Параметрические стабилизаторы постоянного

и переменного напряжения и тока

Принцип действия, электрические схемы, характеристики, основные расчетные соотношения, область применения.

Тема 3.3. Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения и то­ка с непрерывным регулированием

Тема 3.4.Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения и тока с импульсным регулированием

Выбор принципа управления (релейный, с ШИМ), частоты, вопросы электромагнитной совместимости импульсных стабилизаторов с другой аппаратурой. Компенсационные стабилизаторы напряжения и тока с двойным управлением. Комбинированные компенсационные стабилизаторы с непрерывно-импульсным регулированием.

Тема 3.5. Преобразователи напряжения

Назначение, классификация, принцип действия, основные схемы и характеристики преобразователей

напряжения. Совмещение функций преобразования и стабилизации напряжения.

Раздел 4. Системы и установки электропитания систем телекоммуникаций

Тема 4.1. Системы электропитания аппаратуры автоматической

и много­канальной электросвязи

Требования к системам электропитания (ЭП) аппаратуры связи.

Классификация систем в соответствии с ВНТП-332-81.

Типовое оборудование электроустановок предприятий автоматической и многоканальной электросвязи: распределительные щиты и сборки, выпря­мительные устройства, устройства безобрывной коммутации аккумуляторных батарей, регулируемые вольтодобовачные устройства, стабилизаторы напря­жения, тиристорные инверторы (принципы построения, технические и экс­плуатационные характеристики).

Электропитание предприятий автоматической и многоканальной элек­тросвязи. Типовые электропитающие установки (ЭПУ) АТС, АМТС, КЭАТС,

ЭАТС, коммутационных центров (КЦ). Расчет и выбор основных элементов и типового оборудования электроустановок (ЭУ) предприятий связи.

Дистанционное питание (ДП) аппаратуры связи: принципы организации ДП по симметричному и коаксиальному кабелям, ДП аппаратуры уплотнения волоконно-оптических линий связи. Расчет цепей ДП.

Надежность и резервирование источников электропитания.

Тема 4.2. Электропитание радиопередающих, радиоприемных

и телевизионных центров

Электропитание РРЛ, спутниковых и тропосферных систем передачи, мобильных РЭС.

Раздел 5. Первичные источники питания

Первичные источники питания (ПИП). Основные требования к первичным источникам электропитания. Принципы действия, устройство, характеристики и области применения электрохимических элементов и ак­кумуляторов, термоэлектрических и термоэлектронных электрогенераторов, топливных элементов, солнечных батарей и радиационных источников пита­ния. Электромашинные агрегаты питания постоянного и переменного тока.

Выбор ПИП по условиям работы систем телекоммуникаций.

Раздел 6. Применение вычислительной техники

при проектировании ИВЭП

Раздел 7. Применение вычислительной техники (ВТ)

при проектировании ИВЭП

Этапы проектирования. Разработка и обоснование технического зада­ния на проектирование. Сущность системного подхода при разработке средств ЭП. Алгоритмы и программы расчета устройств ЭП (трансформаторов, выпрямителей, сглаживающих фильтров, преобразователей и стабилизаторов напряжения и тока).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Требования к ИВЭП в различных телекоммуникационных системах. Миниатюризация, надежность, защита и резервирование в технике электропи­тания.

Основные тенденции и направления развития современной техники электропитания.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Исследование выпрямителей с различными сглаживающими фильтрами для однофазной сети переменного тока.

2. Исследование выпрямителей с умножением напряжения.

3. Исследование выпрямительных устройств для трехфазной сети переменного тока.

4. Исследование статических преобразователей постоянного напряжения.

5. Исследование полупроводниковых компенсационных стабилизаторов напряжения и тока с непрерывным регулированием.

6. Исследование импульсных компенсационных стабилизаторов напряжения и тока.

7. Исследование унифицированного источника питания с защитой от перенапряжений и коротких замыканий.

8. Исследование силового трансформатора.

9. Исследование электромагнитных параметрических стабилизаторов напряжения.

10. Исследование типовой электропитающей установки (ЭПУ) аппаратуры связи.

11. Моделирование работы ИВЭП на персональном компьютере.

Примечание: в выполнение работ по индивидуальному заданию включается проведение предварительных расчетов ожидаемых результатов измерений и характеристик исследуемого устройства, определяемых по данным экспериментов.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов /, , и др.: Под ред. . - М.: Радио и связь, 1988.

2. , Бокуняев источников электропитания устройств связи: Учеб. пособие. - М.: Связь, 1979.

3. , , Шихин устройства / Под ред. : Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат,

1981.

4. Иванов - Цыганов устройства РЭС: Учебн. для вузов по спец."Радиотехника". - 4-е изд., перераб. и доп.

М.: Высш. шк.,1991.

-   

Дополнительная

1.  Источники электропитания РЭА: правочник / , , и др. - М.: Радио и связь, 1985.

2.  Функциональные устройства систем электропитания наземной РЭА. /, , ; Под ред. . - М.: Радио и связь, 1990.

3.  Сергеев функциональных узлов источников вто­ричного электропитания: Справочник. - М.: Радио и связь, 1992.

4.  , Орехов автоматизированного проекти­рования источников вторичного электропитания. - М.: Радио и связь,1985.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 29 » октября 2004 г.

Регистрационный № ТД-39-065/тип.

ЦИФРОВЫЕ И МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям:

1Радиоэлектронные системы,

1Многоканальные системы телекоммуникаций,

1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения,

1Сети телекоммуникаций

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 25 » октября 2004 г.

Составители:

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

, доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук

Рецензенты:

Кафедра радиоэлектроники Учреждения образования «Минский государственный высшего радиотехнический колледж» (протокол от 01.01.2001 г.);

, 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 от 01.01.2001 г.);

Кафедрой защиты информации Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 01.01.2001 г.)

Научно-методическим советом по группе специальностей 1Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.);

Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.)

Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальностям.

Ответственный за редакцию:

Ответственный за выпуск:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа «Цифровые и микропроцессорные устройства» разработана для студентов специальностей 1Радиоэлектронные системы, 1Многоканальные системы телекоммуникаций, 1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения, 1Сети телекоммуникаций

Цель изучения дисциплины - дать студентам знания по фундаментальным основам цифровой и вычислительной техники, а также по вопросам проектирования микропроцессорных устройств, реализующих цифровые методы управления, формирования и обработки сигналов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

-основные типы импульсных и цифровых устройств, их назначение, принципы работы, параметры и характеристики, схемотехнические методы построения, булеву алгебру, методы лингвистического описания логических схем;

-арифметические и логические основы вычислительной техники, формы представления информации в электронных цифровых вычислительных устройствах, принципы организации и работы запоминающих устройств, архитектуру и функционирование микропроцессора и микрокомпьютера;

уметь характеризовать:

-физические процессы, происходящие в цифровых и микропроцессорных устройствах;

уметь анализировать:

-импульсные устройства, используя расчетные соотношения, связывающие характеристики устройств с параметрами радиоэлектронных компонентов;

-цифровые устройства, используя аппарат булевой алгебры и теорию конечных автоматов;

приобрести навыки:

-анализа и синтеза комбинационных и последовательностных устройств;

-составлять алгоритмы и программы на Ассемблере, реализующие типовые процедуры формирования сигналов, арифметические и логические преобразования, а также ввод и вывод информации.

Исследования импульсных и цифровых схем в процессе выполнения лабораторных работ рекомендуется проводить методом компьютерного моделирования с помощью пакета программ «WORKBENCH ELECTRONIC».

Исследования принципов функционирования микропроцессорного вычислителя, а также отладку программ для него в процессе выполнения лабораторных работ рекомендуется проводить на компьютерах в интегрированной среде MPLAB.

Программа рассчитана на объем 220 часов, в том числе 170 аудиторных.

Программа состоит из двух частей. Распределение времени между частями – равное. Дисциплина должна изучаться в двух соседних семестрах. Итоговый контроль знаний обеспечивается проведением экзаменов по каждой части.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

ЧАСТЬ 1. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

ВВЕДЕНИЕ

Основные задачи дисциплины. Характеристики импульсного процесса. Виды импульсных сигналов. Параметры электрических импульсов. Элементная база импульсной техники: пассивные линейные цепи, нелинейные элементы, ключевые устройства, операционные усилители, функциональные импульсные устройства. Типы и общая характеристика импульсных и цифровых устройств. Основные исторические вехи в развитии импульсных и цифровых устройств. Место дисциплины в ряду других дисциплин специальности.

Раздел 1. ФОРМИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСОВ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛИНЕЙНЫХ И НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ

Преобразование импульсных сигналов RC-цепями. Укорачивание и удлинение импульсов с помощью RC-цепей. Влияние паразитных элементов и импеданса нагрузки на форму выходных сигналов RC-цепей. Применение операционных усилителей с обратными связями для улучшения формы выходных сигналов. Формирование импульсных сигналов с помощью длинных и искусственных линий задержки.

Амплитудные ограничители. Принцип действия, передаточные характеристики, основные типы диодных и транзисторных ограничителей. Усилители-ограничители на операционных усилителях и логических элементах. Фиксация начального уровня импульсных сигналов. Усилители-формирователи укороченных импульсов.

Раздел 2. ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ТЕХНИКИ

Алгебра логики: основные понятия. Логические переменные. Простейшие логические операции: отрицание, логическое умножение, логическое сложение. Логические функции. Способы задания логических функций. Основные законы и правила алгебры логики. Преобразование булевых выражений. Тождественные преобразования. Дизъюнктивные нормальные формы логических выражений, отрицание выражений. Минимизация логических функций. Аналитические и табличные методы минимизации. Минимизация не полностью определенных логических функций. Логические схемы. Логический базис. Построение логических схем по логическим уравнениям. Операция неравнозначности, реализация ее в различных базисах. Комбинационные схемы. Синтез комбинационных схем. Примеры синтеза двоичного сумматора и преобразователя кодов.

Раздел 3. ЭЛЕКТРОННЫЕ КЛЮЧИ И ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Характеристики электронных ключей. Диодные ключи.

Ключи на биполярных транзисторах. Принцип действия, условия работоспособности, рабочие характеристики насыщенного транзисторного ключа с общим эмиттером. Методы повышения быстродействия транзисторных ключей: ключ с форсирующей емкостью, ключ с отрицательной нелинейной обратной связью.

Ключевые схемы на МДП (МОП) - транзисторах.

Логические элементы. Основные параметры и характеристики логических элементов. Общая характеристика серий цифровых интегральных микросхем. Условные обозначения цифровых микросхем. Параметры, характеристики и особенности схемотехнического построения базовых логических элементов: диодно-транзисторной логики (ДТЛ), транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), транзисторно-транзисторной логики с диодами Шотки (ТТЛШ), эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ), , инжекционно-интегральной логики (ИИЛ), элементов на МДП (МОП), КМДП (КМОП)- структурах. Многовходовые и многоступенчатые интегральные ключевые схемы.

Типы выходных каскадов цифровых элементов: логический выход, элемент с тремя устойчивыми состояниями выхода, выход с открытым коллектором (стоком), выход с открытым эмиттером (истоком). Типовые ситуации при построении узлов и устройств на стандартных ИС: режим неиспользуемых входов, режим неиспользуемых элементов, наращивание числа входов.

Раздел 4. ТРИГГЕРЫ

Общие понятия о последовательных автоматах. Триггеры. Классификация триггеров, условные обозначения. Симметричные статические триггеры на потенциальных логических элементах. Асинхронный RS-триггер. Синхронный RS-триггер. Синхронный RS-триггер с динамическим управлением записью. Синхронный двухступенчатый RS-триггер (МS-триггер). D-триггеры. Т-триггеры. JK-триггеры. Реализация D и T триггеров на JK-триггере. Комбинированные триггеры.

Несимметричный статический триггер (триггер Шмитта), принцип действия, назначение, условия работоспособности, основные характеристики, реализация на различных компонентах.

Триггер на операционном усилителе.

Раздел 5. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Регистры: параллельные (регистры памяти), последовательные (регистры сдвига), параллельно-последовательные, реверсивные, специализированные.

Счетчики: суммирующие, вычитающие, реверсивные. Счетчики с последовательным, параллельным и сквозным переносами. Двоично-десятичные счетчики. Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета.

Шифраторы и дешифраторы. Наращивание размерности приоритетного шифратора. Наращивание размерности дешифратора. Применение дешифраторов для реализации произвольных логических функций. Мультиплексоры и демультиплексоры. Наращивание размерности мультиплексора.

Реализация комбинационных устройств на мультиплексорах.

Раздел 6. ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Общие сведения о генераторах прямоугольных импульсов.

Мультивибраторы. Основные характеристики и режимы работы мультивибраторов.

Ждущие и автоколебательные мультивибраторы на логических элементах: принцип действия, разновидности схемной реализации, условия работоспособности и основные характеристики.

Мультивибратор на триггере Шмитта: принцип действия, основные характеристики.

Мультивибратор на операционном усилителе в автоколебательном и ждущем режимах: принцип действия и основные характеристики.

Интегральные таймеры. Мультивибраторы на интегральных таймерах: принцип действия, варианты схемной реализации, характеристики.

Раздел 7. ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Основные характеристики и области применения генераторов линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН). Принцип действия и основные характеристики ГЛИН с простой интегрирующей RC-цепью. Методы улучшения линейности ГЛИН: ГЛИН с токостабилизирующим двухполюсником; ГЛИН с компенсирующей э. д.с.; ГЛИН с емкостной обратной связью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные направления и перспективы развития импульсных и цифровых устройств.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Минимизация логических функций аналитическим и табличным методами.

2. Анализ и синтез комбинационных схем на логических элементах.

3. Реализация логических выражений и устройств на мультиплексорах.

4. Анализ и синтез триггеров и счетчиков.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Моделирование работы импульсных и цифровых устройств в среде «WORKBENCH ELEСTRONIC».

2. Исследование электронных ключей на биполярных транзисторах.

3. Исследование интегральных ключевых схем.

4. Формирователи импульсов на цифровых интегральных микросхемах.

5. Исследование триггерных схем.

6. Исследование регистров и двоичных счетчиков.

7. Исследование мультивибраторов.

8. Исследование генераторов линейно изменяющегося напряжения.

ЧАСТЬ 2. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА

ВВЕДЕНИЕ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНУЮ ТЕХНИКУ

Краткие исторические сведения по развитию и применению электронных цифровых вычислительных устройств (ЭЦВУ). Типовая структура микрокомпьютера, назначение его отдельных функциональных блоков, общие сведения о его функционировании. Основные термины, используемые в вычислительной и микропроцессорной технике. Применение микропроцессоров - новый этап в развитии радиоэлектронных устройств и систем.

Раздел 1. МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ЭЦВУ

Системы счисления, используемые в ЭЦВУ: двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная, двоично-десятичная. Преобразование записи чисел из одной системы счисления в другую. Представление чисел в ЭЦВУ с фиксированной и плавающей точками. Представление символьной информации в ЭЦВУ. Специальные машинные коды: прямой, обратный, дополнительный.

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.

Раздел 2. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЦВУ

Поразрядные операции над числами. Операции сдвига. Сложение и вычитание целых двоичных чисел. Сложение и вычитание действительных чисел. Сложение и вычитание чисел в двоично-кодированной десятичной системе счисления. Умножение и деление двоичных чисел с фиксированной запятой. Умножение и деление двоичных чисел с плавающей запятой. Точность выполнения арифметических операций, округления. Табличные методы выполнения арифметических операций.

Раздел 3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ ЦИФРОВЫЕ АВТОМАТЫ

Общие сведения о конечных цифровых автоматах. Выполнение логических операций во времени, последовательные процессы. Основные понятия теории конечных автоматов. Автоматы синхронные и асинхронные. Автоматное время. Способы задания функционирования автомата: таблица 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 4. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ЭЦВУ

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. 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 5. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

МИКРОПРОЦЕССОРНОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЯ

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 вычислителя на универсальном микропроцессоре.

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

Система команд универсального микропроцессора.

Раздел 6. ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

ДЛЯ МИКРОПРОЦЕССОРОВ

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Методы представления информации в ЭЦВУ. 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 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. Методы и алгоритмы формирования импульсных сигналов на микропроцессорном вычислителе.

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 вычислителе.

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:

1.  Генератор стандартного сигнала с цифровым управлением и индикацией параметров.

2.  Генератор сигнала специальной формы с цифровым управлением и индикацией параметров.

3.  Цифровой измеритель параметров сигнала.

4.  Цифровой измеритель параметров физического процесса.

5.  Микропроцессорное устройство функционального контроля интегральных микросхем.

6.  Таймер с цифровым управлением и индикацией.

7.  Контроллер аппарата или прибора.

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

1. , Попов и цифровые устройства: Учеб. пособие для вузов. - М.:Радио и связь, 1992.

2. Ерофеев устройства: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1989.

3. Зельдин устройства на микросхемах. - М.: Радио и связь, 1991.

4. , Кузнецов и вычислительные устройства в радиотехнике. - Киев: Вища шк., 1988.

5. , Вашкевич вычислительной техники: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1988.

6. Каган вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

7. и др. Цифровые интегральные микросхемы. - Мн.:Беларусь, 1996.

8. Левкович и основы программирования однокристальных микроконтроллеров PIC16F84. - Мн.:БГУИР, 2002.

9. и др. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах/ , , . - М.: Энергоатомиздат, 1990.

10. Угрюмов схемотехника.-СПб: БХВ, 2001.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1.  Гольденберг устройства: Учебник для радиотехнических специальностей вузов. М.:Радио и связь, 1981.

2.  Кучумов и схемотехника. – М.: Гелиос АРВ, 2002.

3.  Гутников электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.

4.  и др. Применение микропроцессоров и микроЭВМ в радиотехнических системах. Учеб. пособие для радиотехн. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1988..

5.  , Гудыменко для микропроцессоров: Справ. пособие. Мн.: Выш. шк., 19с.

6.  Микропроцессоры: Курс и упражнения / Пер. с англ./ Под ред. . - М.: Энергоатомиздат, 1987.

7.  Однокристальные микроконтроллеры Microchip: PIC16c8x /Пер. с англ./Под ред. . – Рига.:ORMIX, 1996.

8.  Новиков цифровой схемотехники. М.: Мир, 2001.

9.  Микропроцессорные системы: Учебн. пособие для вузов/ , и др. под общей редакцией .-СПб: Политехника, 2002.

10. , , Угрюмов систем на микросхемах программируемой логики.-СПб: БХВ, 2002.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение в специальность

……………………

3

Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства

…………………….

11

Направляющие системы и пассивные компоненты

……………………

27

Методы и устройства формирования и обработки телекоммуникационных сигналов

……………………

35

Системы подвижной радиосвязи и радиоопределения

……………………

53

Управляющие системы телекоммуникаций

……………………

36

Моделирование систем телекоммуникаций

…………………….

71

Основы построения сетей и систем телекоммуникаций

……………………

81

Телевидение

……………………

89

Радиопередающие устройства

…………………….

117

Радиоприемные устройства

…………………….

125

Электропитание систем телекоммуникаций

…………………….

141

Цифровые и микропроцессорные устройства

……………………

149
Из за большого объема эта статья размещена на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6