Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  РТ 

 

 

 

«   22   »       05       2018 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Радиотехнические цепи и сигналы     

 




Направление подготовки

11.03.01 Радиотехника

Профиль подготовки

"Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов "

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр








          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

3

126 / 3,5  

24  

16  

16  

2,4  

0,25  

58,65  

67,35  

Зач.  

4

126 / 3,5  

24  

16  

16  

4,4  

2,35  

62,75  

36,6  

Экз.(26,65)  

Итого

252 / 7  

48  

32  

32  

6,8  

2,6  

121,4  

103,95  

26,65  

 

Муром, 2018 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: базовая подготовка по радиотехнике, необходимая для успешного изучения дисциплин профессионального цикла; формирование системы фундаментальных понятий, идей и методов в области радиотехнических цепей и сигналов, объединяющих физические представления с математическими моделями основных классов сигналов и устройств для их обработки

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.Б.16))

Для изучения дисциплины необходимы знания курсов «Физики», «Математики», «Электроники» и «Основ теории цепей». Дисциплина «Радиотехнические цепи и сигналы» является предшествующей для дисциплин профессионального цикла: «Радиопередающие устройства»; «Радиоприемные устройства» «Радиотехнические системы»

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2 способность выявлять естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат.

ОПК-3 способность решать задачи анализа и расчета характеристик электрических цепей.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

фундаментальные законы природы и основные физические законы (ОПК-2).

методики анализа и расчета характеристик электрических цепей (ОПК-3).

2) Уметь:

выявлять естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ОПК-2).

осуществлять анализ и расчет характеристик электрических цепей (ОПК-3).

3) Владеть:

навыками описания естественно-научной сущности проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ОПК-2).

навыками анализа электрических цепей в стационарном и переходном режимах (ОПК-3).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц, 252 часа.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики

3

12

8

8

9

Тестирование, выполнение лабораторной работы, решение задач, защита курсовой работы

2

Модулированные сигналы, их временное и спектральное представление, разновидности модулированных сигналов

3

4

2

4

9

Тестирование, выполнение лабораторной работы, решение задач

3

Случайные сигналы и их вероятностные характеристики. Корреляционный и спектральный анализ случайных сигналов

3

4

2

3

Тестирование, решение задач

4

Методы анализа прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи

3

4

4

4

46,35

Тестирование, выполнение лабораторной работы, решение задач, защита курсовой работы

Всего за  семестр

126

24

16

16

67,35

2,4

0,25

Зач.

5

Преобразование характеристик случайных сигналов в линейной цепи

4

2

9

Тестирование, решение задач

6

Нелинейные цепи и преобразования ими радиосигналов

4

4

4

8

3

Тестирование, решение задач, выполнение лабораторной работы

7

Формирование и демодуляция радиосигналов

4

4

4

4

9

Тестирование, решение задач, выполнение лабораторной работы

8

Принципы работы автогенераторов гармонических колебаний

4

4

4

4

6,6

Тестирование, решение задач, выполнение лабораторной работы

9

Оптимальная фильтрация сигналов на фоне помех

4

4

2

9

Тестирование, решение задач

10

Дискретная фильтрация сигналов. Метод Z-преобразования. Характеристики и формы реализации дискретных фильтров. Дискретное преобразование Фурье. Основы синтеза дискретных фильтров

4

6

2

0

Тестирование,решение задач, защита курсовой работы

Всего за  семестр

126

24

16

16

36,6

+

4,4

2,35

Экз.(26,65)

Итого   

252

48

32

32

103,95

6,8

2,6

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 3

Раздел 1. Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики

Лекция 1.

Сигналы и их виды (2 часа).

Лекция 2.

Спектральные характеристики детерминированных сигналов: Спектральный анализ сигналов, обобщенный ряд Фурье. Гармонический анализ периодических сигналов (2 часа).

Лекция 3.

Спектральные характеристики детерминированных сигналов:Гармонический анализ непериодических сигналов. Прямое и обратное преобразование Фурье и их свойства. Преобразования Лапласа (2 часа).

Лекция 4.

Спектральные характеристики детерминированных сигналов:Дельта-функция Дирака и функция Хевисайда: их определения, свойства, отображение во временной и частотной области. Длительность сигнала и ширина спектра, эффективная длительность и полоса частот. Убывание спектра вне основной полосы спектра (2 часа).

Лекция 5.

Корреляционные характеристики детерминированных сигналов: Скалярное произведение сигналов. Формулы Релея. АКФ: определение, примеры (импульс, пачка). Связь АКФ и спектра. АКФ периодического сигнала. ВКФ: определение, примеры; связь со спектром (2 часа).

Раздел 2. Модулированные сигналы, их временное и спектральное представление, разновидности модулированных сигналов

Лекция 6.

Модулированные сигналы: Радиосигналы. АМС: спектр, векторная диаграмма, балансная и однополосная модуляция, спектр радиоимпульса и АКФ (2 часа).

Лекция 7.

Модулированные сигналы: ФМ и ЧМ, их связь; индекс ФМС и девиация частоты. Спектр ЧМС при больших и малых индексах модуляции, ширина спектра. ЛЧМ -радиоимпульсы. База, спектр, АКФ, применение. Бигармонический сигнал (2 часа).

Раздел 3. Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики

Лекция 8.

Сигналы с ограниченным спектром: Теорема Котельникова: Модели сигналов с ограниченным спектром, сигналы идеальной НЧ и полосовой, ортогональные сигналы с ограниченным спектром. Теорема Котельникова: базис, норма. Ряд Котельникова, ошибка дискретизации (2 часа).

Раздел 4. Случайные сигналы и их вероятностные характеристики. Корреляционный и спектральный анализ случайных сигналов

Лекция 9.

Случайные сигналы: Случайные сигналы, характеристики и параметры, АКФ, стационарность. Сигналы случайного уровня и амплитуды, их параметры. Нормальный случайный сигнал, вероятность нахождения в заданных интервалах. Спектральная плотность реализации и спектр мощности случайных процессов. Белый шум, его спектр и АКФ. Гауссов случайный процесс (2 часа).

Лекция 10.

Спектральные характеристики случайных сигналов: Спектральная плотность и ковариационная функция случайного процесса. Взаимная корреляционная функция и взаимная спектральная плотность двух процессов. Узкополосный случайный процесс (2 часа).

Раздел 5. Методы анализа прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи

Лекция 11.

Анализ прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи: Прохождение сигналов через линейные цепи: спектральный метод, интеграл наложения Дюамеля (2 часа).

Лекция 12.

Анализ прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи:Прохождение радиоимпульсов через резонансный усилитель, прохождение сигналов с частотной модуляцией (2 часа).

Семестр 4

Раздел 6. Преобразование характеристик случайных сигналов в линейной цепи

Лекция 13.

Преобразование характеристик случайного сигнала в линейной цепи: Прохождение случайных сигналов, спектр мощности и корреляционная функция на выходе цепи. Нормализация случайного процесса в узкополосных цепях. Дифференцирование и интегрирование случайного процесса (2 часа).

Раздел 7. Нелинейные цепи и преобразования ими радиосигналов

Лекция 14.

Нелинейные цепи и преобразования ими радиосигналов: Виды аппроксимаций характеристик нелинейных цепей. Степенная и кусочно-линейная аппроксимации частотных характеристик. Спектр выходного тока нелинейного элемента. Временные диаграммы работы. Функции Берга. Энергетические соотношения. Принципы построения и выбор оптимального режима работы нелинейного элемента умножителя частоты (2 часа).

Лекция 15.

Параметрические цепи: Преобразование спектра в цепи с нелинейными реактивными элементами. Схема замещения параметрической емкости. Параметрические усилители (2 часа).

Раздел 8. Формирование и демодуляция радиосигналов

Лекция 16.

Получение модулированных сигналов: Получение амплитудно-модулированного сигнала на основе нелинейного элемента с квадратичной частотной характеристикой. Амплитудная модуляция смещением. Получение сигналов с балансной амплитудной модуляцией. Получение сигналов с угловой модуляцией (2 часа).

Лекция 17.

Детектирование радиосигналов: Амплитудное детектирование. Частотное детектирование. Фазовое детектирование. Синхронное детектирование (2 часа).

Раздел 9. Принципы работы автогенераторов гармонических колебаний

Лекция 18.

Автогенераторы гармонических колебаний: Автогенераторы, условия самовозбуждения, баланс фаз и баланс амплитуд; линейная теория возникновения колебаний, стационарный режим работы, мягкий и жесткий режимы работы, условия устойчивости работы (2 часа).

Лекция 19.

Автогенераторы гармонических колебаний: Захват частоты автогенератором. RC - генератор с мостом Вина (2 часа).

Раздел 10. Оптимальная фильтрация сигналов на фоне помех

Лекция 20.

Оптимальная фильтрация сигналов на фоне помех: Передаточная и импульсная характеристика оптимального фильтра. Сигнал и помеха на выходе согласованного фильтра. Фильтрация заданного сигнала при небелом шуме (2 часа).

Лекция 21.

Оптимальная фильтрация сигналов на фоне помех: Фильтрация заданного сигнала при небелом шуме (2 часа).

Раздел 11. Дискретная фильтрация сигналов. Метод Z-преобразования. Характеристики и формы реализации дискретных фильтров. Дискретное преобразование Фурье. Основы синтеза дискретных фильтров

Лекция 22.

Дискретная фильтрация сигналов: Метод Z-преобразования. Характеристики и формы реализации дискретных фильтров. Дискретное преобразование Фурье (2 часа).

Лекция 23.

Дискретная фильтрация сигналов: Основы синтеза дискретных фильтров.Цифровые фильтры, принцип дискретной фильтрации, передаточная функция, импульсная характеристика (2 часа).

Лекция 24.

Цифровые фильтры: Z -преобразования цепей, передаточных функций, трансверсальные и рекурсивные фильтры, АЦП и шумы квантования. Быстрое преобразование Фурье. Синтез цифровых фильтров, синтез по аналоговому прототипу. Метод инвариантных частотных характеристик. Использование билинейного Z-преобразования при заданной АЧХ аналогового прототипа (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 3

Раздел 1. Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики

Практическое занятие 1.

Спектральные характеристики детерминированных периодических сигналов (2 часа).

Практическое занятие 2.

Спектральные характеристики детерминированных непериодических сигналов (2 часа).

Практическое занятие 3.

Корреляционные характеристики детерминированных сигналов (2 часа).

Раздел 2. Модулированные сигналы, их временное и спектральное представление, разновидности модулированных сигналов

Практическое занятие 4.

Радиосигналы (2 часа).

Раздел 3. Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики

Практическое занятие 5.

Сигналы с ограниченным спектром. Теорема Котельникова (2 часа).

Раздел 4. Случайные сигналы и их вероятностные характеристики. Корреляционный и спектральный анализ случайных сигналов

Практическое занятие 6.

Случайные сигналы (2 часа).

Раздел 5. Методы анализа прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи

Практическое занятие 7.

Прохождение детерминированных сигналов через линейные цепи (2 часа).

Практическое занятие 8.

Прохождение недетерминированных сигналов через линейные цепи (2 часа).

Семестр 4

Раздел 6. Нелинейные цепи и преобразования ими радиосигналов

Практическое занятие 9.

Характеристики нелинейных цепей (2 часа).

Практическое занятие 10.

Нелинейное усиление сигналов (2 часа).

Раздел 7. Формирование и демодуляция радиосигналов

Практическое занятие 11.

Получение модулированных сигналов (2 часа).

Практическое занятие 12.

Детектирование сигналов (2 часа).

Раздел 8. Принципы работы автогенераторов гармонических колебаний

Практическое занятие 13.

Автогенераторы гармонических сигналов (2 часа).

Практическое занятие 14.

Параметрические цепи (2 часа).

Раздел 9. Оптимальная фильтрация сигналов на фоне помех

Практическое занятие 15.

Оптимальная фильтрация сигналов (2 часа).

Раздел 10. Дискретная фильтрация сигналов. Метод Z-преобразования. Характеристики и формы реализации дискретных фильтров. Дискретное преобразование Фурье. Основы синтеза дискретных фильтров

Практическое занятие 16.

Дискретизация сигналов. Цифровые фильтры (2 часа).

 

Методические указания к практическим работам размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15429

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 3

Раздел 1. Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики

Лабораторная 1.

Исследование спектра периодических сигналов (4 часа).

Лабораторная 2.

Исследование спектра непериодических сигналов (4 часа).

Раздел 2. Модулированные сигналы, их временное и спектральное представление, разновидности модулированных сигналов

Лабораторная 3.

Исследование прохождения радиосигналов через линейные избирательные цепи (4 часа).

Раздел 3. Методы анализа прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи

Лабораторная 4.

Исследование рекурсивного усилителя (4 часа).

Семестр 4

Раздел 4. Нелинейные цепи и преобразования ими радиосигналов

Лабораторная 5.

Исследование нелинейного усилителя (4 часа).

Лабораторная 6.

Исследование умножителя частоты на основе нелинейного усилителя (4 часа).

Раздел 5. Формирование и демодуляция радиосигналов

Лабораторная 7.

Амплитудная модуляция смещением (4 часа).

Раздел 6. Принципы работы автогенераторов гармонических колебаний

Лабораторная 8.

Исследование работы автогенератора (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15428

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Динамическое представление сигналов. Использование для динамического представления сигналов специальных функций.

2. Спектральные плотности неинтегрируемых сигналов: постоянного во времени сигнала, комплексного экспоненциального сигнала, гармонического колебания, произвольного периодического сигнала, функции включения, радиоимпульса .

3. Автокорреляционная функция и взаимокорреляционная функция дискретного сигнала .

4. Амплитудно-манипулированные сигналы .

5. Спектр колебания при амплитудно – частотной модуляции .

6. Комплексное представление квазигармонических сигналов. Аналитический сигнал. .

7. Узкополосный случайный сигнал .

8. Линейные динамические системы – дифференциальные уравнения, собственные колебания, частотный коэффициент передачи, пространство состояний.

9. Апериодический усилитель. Каскадное соединение апериодических усилителей.

10. Коэффициент передачи многозвенной системы .

11. Операторный метод определения выходного сигнала линейной цепи .

12. Прохождение фазоманипулированного и частотно-манипулированного сигналов через избирательные цепи.

13. Характеристики собственных шумов в радиоэлектронных цепях.

14. Прохождение случайных сигналов с широким спектром через узкополосные цепи. Шумовая полоса.

15. Применение отрицательной обратной связи для улучшения характеристик усилителя.

16. Амплитудно-фазовые характеристики цепей с обратной связью и применение критерия Найквиста для оценки их устойчивости.

17. Воздействие узкополосного радиосигнала на безынерционные нелинейные элементы.

18. Безынерционные нелинейные преобразования суммы нескольких гармонических сигналов.

19. Диодный детектор амплитудно-модулированных сигналов .

20. Амплитудное ограничение.

21. Взаимодействие сигнала и помехи в амплитудном детекторе.

22. Воздействие гармонического сигнала на нелинейную емкость. Умножитель частоты на варакторе.

23. Воздействие двух гармонических колебаний на цепь с нелинейным энергоемким элементом. Теорема Мэнли - Роу .

24. Регенеративное параметрическое усиление.

25. Нелинейное уравнение автогенератора. Автогенераторы с внутренней обратной связью.

26. Действие гармонической эдс на цепи с положительной обратной связью. Регенерация.

27. Автогенераторы с распределенной колебательной системой.

28. Прохождение суммы сигнала и шума через согласованный фильтр.

29. Реализация согласованных фильтров – для прямоугольного видеоимпульса, пачки одинаковых видеоимпульсов, прямоугольного радиоимпульса, сигнала Баркера, ЛЧМ - импульса.

30. Оптимальная фильтрация случайного сигнала.

31. Реализация алгоритмов цифровой фильтрации. Синтез цифрового фильтра методом инвариантных частотных характеристик.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

1. Анализ спектральных и временных характеристик сигналов на выходе линейной цепи и цифровых фильтров.

 

Методические указания к курсовой работе размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15430

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее профессиональное.

Срок обучения 3г 6м.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Переат-теста-ция

Форма

промежу-точного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

4

180 / 5  

4  

 

4  

2  

0,6  

10,6  

52,75  

108  

Экз.(8,65)  

5

72 / 2  

4  

4  

4  

2  

2,25  

16,25  

52  

0  

Зач.(3,75)  

Итого

252 / 7  

8  

4  

8  

4  

2,85  

26,85  

104,75  

108  

12,4  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики. Модулированные сигналы, их временное и спектральное представление, разновидности модулированных сигналов. Случайные сигналы и их вероятностные характеристики. Корреляционный и спектральный анализ случайных сигналов

4

2

4

42

Устный опрос, выполнение контрольной работы, выполнение лабораторной работы

2

Методы анализа прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи. Преобразование характеристик случайных сигналов в линейной цепи

4

2

10,75

Устный опрос, выполнение контрольной и курсовой работы

Всего за  семестр

72

4

4

+

52,75

2

0,6

Экз.(8,65)

3

Нелинейные цепи и преобразования ими радиосигналов. Формирование и демодуляция радиосигналов. Принципы работы автогенераторов гармонических колебаний

5

2

4

16,25

Устный опрос, выполнение лабораторной работы

4

Оптимальная фильтрация сигналов на фоне помех. Дискретная фильтрация сигналов. Метод Z-преобразования. Характеристики и формы реализации дискретных фильтров. Дискретное преобразование Фурье. Основы синтеза дискретных фильтров

5

2

4

35,75

Устный опрос, выполнение курсовой работы

Всего за  семестр

72

4

4

4

52

+

2

2,25

Зач.(3,75)

Итого   

144

8

4

8

104,75

4

2,85

12,4

Итого с переаттестацией   

252

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 4

Раздел 1. Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики. Модулированные сигналы, их временное и спектральное представление, разновидности модулированных сигналов. Случайные сигналы и их вероятностные характеристики. Корреляционный и спектральный анализ случайных сигналов

Лекция 1.

Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики. Модулированные сигналы, их временное и спектральное представление, разновидности модулированных сигналов. Случайные сигналы и их вероятностные характеристики. Корреляционный и спектральный анализ случайных сигналов (2 часа).

Раздел 2. Методы анализа прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи. Преобразование характеристик случайных сигналов в линейной цепи

Лекция 2.

Методы анализа прохождения детерминированных сигналов через линейные цепи. Преобразование характеристик случайных сигналов в линейной цепи (2 часа).

Семестр 5

Раздел 3. Нелинейные цепи и преобразования ими радиосигналов. Формирование и демодуляция радиосигналов. Принципы работы автогенераторов гармонических колебаний

Лекция 3.

Нелинейные цепи и преобразования ими радиосигналов. Формирование и демодуляция радиосигналов. Принципы работы автогенераторов гармонических колебаний (2 часа).

Раздел 4. Оптимальная фильтрация сигналов на фоне помех. Дискретная фильтрация сигналов. Метод Z-преобразования. Характеристики и формы реализации дискретных фильтров. Дискретное преобразование Фурье. Основы синтеза дискретных фильтров

Лекция 4.

Оптимальная фильтрация сигналов на фоне помех. Дискретная фильтрация сигналов. Метод Z-преобразования. Характеристики и формы реализации дискретных фильтров. Дискретное преобразование Фурье. Основы синтеза дискретных фильтров (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 5

Раздел 1. Оптимальная фильтрация сигналов на фоне помех. Дискретная фильтрация сигналов. Метод Z-преобразования. Характеристики и формы реализации дискретных фильтров. Дискретное преобразование Фурье. Основы синтеза дискретных фильтров

Практическое занятие 1.

Дискретизация сигналов (2 часа).

Практическое занятие 2.

Цифровые фильтры (2 часа).

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 4

Раздел 1. Детерминированные радиотехнические сигналы, их спектральные и корреляционные характеристики. Модулированные сигналы, их временное и спектральное представление, разновидности модулированных сигналов. Случайные сигналы и их вероятностные характеристики. Корреляционный и спектральный анализ случайных сигналов

Лабораторная 1.

Исследование спектра сигналов (4 часа).

Семестр 5

Раздел 2. Нелинейные цепи и преобразования ими радиосигналов. Формирование и демодуляция радиосигналов. Принципы работы автогенераторов гармонических колебаний

Лабораторная 2.

Исследование нелинейного усилителя и умножителя частоты на основе нелинейного усилителя (4 часа).

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Динамическое представление сигналов.

2. Использование для динамического представления сигналов специальных функций.

3. Спектральные плотности сигналов: постоянного во времени сигнала, комплексного экспоненциального сигнала, гармонического колебания, произвольного периодического сигнала, функции включения, радиоимпульса .

4. Автокорреляционная функция.

5. Взаимокорреляционная функция.

6. Амплитудно-модулированные сигналы .

7. Сигналы с однополосной и балансной амплитудной модуляцией.

8. Спектр сигналов с амплитудной модуляцией .

9. Сигналы с угловой модуляцией и их спектр.

10. ЛЧМ сигнал и его характеристики.

11. Комплексное представление квазигармонических сигналов. Аналитический сигнал.

12. Моментные функции случайных сигналов.

13. Стационарные случайные сигналы.

14. Узкополосный случайный сигнал.

15. Линейные динамические системы – дифференциальные уравнения, собственные колебания, частотный коэффициент передачи, пространство состояний.

16. Апериодический усилитель. Каскадное соединение апериодических усилителей.

17. Коэффициент передачи многозвенной системы .

18. Операторный метод определения выходного сигнала линейной цепи .

19. Прохождение фазоманипулированного и частотно-манипулированного сигналов через избирательные цепи.

20. Характеристики собственных шумов в радиоэлектронных цепях.

21. Прохождение случайных сигналов с широким спектром через узкополосные цепи. Шумовая полоса.

22. Применение отрицательной обратной связи для улучшения характеристик усилителя.

23. Амплитудно-фазовые характеристики цепей с обратной связью и применение критерия Найквиста для оценки их устойчивости.

24. Воздействие узкополосного радиосигнала на безынерционные нелинейные элементы.

25. Безынерционные нелинейные преобразования суммы нескольких гармонических сигналов.

26. Диодный детектор амплитудно-модулированных сигналов .

27. Амплитудное ограничение.

28. Взаимодействие сигнала и помехи в амплитудном детекторе.

29. Воздействие гармонического сигнала на нелинейную емкость. Умножитель частоты на варакторе.

30. Воздействие двух гармонических колебаний на цепь с нелинейным энергоемким элементом. Теорема Мэнли - Роу .

31. Регенеративное параметрическое усиление.

32. Нелинейное уравнение автогенератора. Автогенераторы с внутренней обратной связью.

33. Действие гармонической эдс на цепи с положительной обратной связью. Регенерация.

34. Автогенераторы с распределенной колебательной системой.

35. Прохождение суммы сигнала и шума через согласованный фильтр.

36. Реализация согласованных фильтров – для прямоугольного видеоимпульса, пачки одинаковых видеоимпульсов, прямоугольного радиоимпульса, сигнала Баркера, ЛЧМ - импульса.

37. Оптимальная фильтрация случайного сигнала.

38. Дискретизация сигналов, спектр, корреляционные характеристики.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Прохождение аналоговых сигналов через линейные аналоговые устройства.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

1. Анализ прохождения дискретных сигналов через цифровые фильтры.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины "Радиотехнические цепи и сигналы" применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении практических работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Радиотехнические цепи и сигналы

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Иванов М. Т., Сергиенко А. Б., Ушаков В. Н. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для вузов. Стандарт третьего поколения. Санкт-Петербург: Питер, 2014 г. , 336 с - http://ibooks.ru/reading.php?productid=335006

2. Прохождение детерминированных сигналов через линейные цепи: Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине Радиотехнические цепи и сигналы для студентов образовательной программы 11.03.01 Радиотехника / сост. Федосеева Е.В., Храмов К.К. [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. (1,1 Мб). - Муром: МИ (филиал) ВлГУ, 2015. - 1 электрон. опт. диск (CD-R). - Систем. требования: процессор х86 с тактовой часто-той 500 МГц и выше; 512 Мб ОЗУ; Windows ХР/7/8; видеокарта SVGA 1280x1024 High Color (32 bit); привод CD-ROM. - Загл. с экрана. Рег. номер 0321504702 - https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15430

3. Радиотехнические цепи и сигналы: Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов образовательной программы 11.03.01 Радиотехника/ сост. Федосеева Е.В., Храмов К.К. [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. (1.4 Мб). - Муром.: МИ (филиал) ВлГУ, 2015. - 1 электрон. опт. диск (CD-R). – Систем. требования: процессор х86 с тактовой частотой 500 МГц и выше; 512 Мб ОЗУ; Windows ХР/7/8; видеокарта SVGA 1280x1024 High Color (32 bit); привод CD-ROM. - Загл. с экрана. Рег. номер. 0321504684 - https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15428

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Копылов, А.Ф. Основы теории электрических цепей. Основные понятия и определения. Методы расчета электрических цепей постоянного и переменного тока. Частотные характеристики R-L и R-C цепей: учеб. пособие / А.Ф. Копылов, Ю.П. Саломатов, Г.К. Былкова.– Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013. – 666 с. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=342951

2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: уч.пособие для вузов.-5-е изд., испр. И доп.-М.: Дрофа,2006.-719 с. - 10 экз.

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Информационно-справочная социальная сеть радиотехников и электронщиков www.umup.ru/

Сайт- радиотехнические системы http://rateli.ru/

Портал для радиолюбителей http://www.radioman-portal.ru/

Программное обеспечение:

Лаборатория радиотехнических цепей и сигналов

Microsoft Windows XP (DreamSpark Premium Electronic Software Delivery (3 year) Renewal (подписка на программное обеспечение Microsoft для академических организаций, договор №453 от 16.12.2014 года))

Kaspersky Endpoint Security для бизнеса, стандартный Russian Edition, антивирусный пакет (500-999 Node 2 year Educational Renewal License, договор №436 от 11.11.2014 года).

Mathcad Education – University Edition (100 pack) v.14 (Государственный контракт №1, от 10.01.2012 года).

Оpen office.org 3.0.0 (freeware)

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

ibooks.ru

mivlgu.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лаборатория радиотехнических цепей и сигналов

Осциллограф цифровой HMO1022 2 шт.

Рабочая станция HP Core 2 DUO, 3 GHz; 2 GB, DVD-RW/HP 19” 2 шт.

Генератор сигналов произвольной формы HMF2550 2 шт.

Вольтметр DT890B Вольтметр В7-22

Вольтметр универсальный цифровой В7-38

Генератор импульсов Г5-26 2 шт.

Генератор Г3-112 2 шт.

Генератор сигналов высокочастотный Г4-106

Проектор NEC NP40G

Осциллограф С1-55

Осциллограф С1-65

Экран настенный Da-Lite

Стенды по дисциплине «Радиотехнические цепи и сигналы»

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с расчетом сигналом и цепей. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторная работа проводятся в лаборатории "Радиотехнические цепи и сигналы". Обучающиеся выполняют измерения в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Курсовая работа выполняется в соответствии с методическими указаниями на курсовую работу. Обучающемуся выдается один из вариантов заданий на курсовую работу из приведенных в методических указаниях по выполнению курсовой работы. В ходе выполнения курсовой работы преподаватель проводит консультации обучающегося. На заключительном этапе обучающийся оформляет пояснительную записку к курсовой работе и выполняет ее защиту в присутствии комиссии из преподавателей кафедры.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Радиотехнические цепи и сигналы»

по направлению подготовки 11.03.01 Радиотехника

 

Рабочая программа дисциплины «Радиотехнические цепи и сигналы» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 11.03.01 Радиотехника.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 252 час. (7 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет / экзамен .

Цель дисциплины: базовая подготовка по радиотехнике, необходимая для успешного изучения дисциплин профессионального цикла; формирование системы фундаментальных понятий, идей и методов в области радиотехнических цепей и сигналов, объединяющих физические представления с математическими моделями основных классов сигналов и устройств для их обработки

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Радиотехнические цепи и сигналы» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 11.03.01 Радиотехника.

 

22.05.2018 г.