Преобразование спектров сигналов.

Обобщённая схема нелинейного преобразователя сигнала. Роль нелинейного элемента и фильтра. Амплитудно-модулированные колебания, их временные и спектральные диаграммы. Детектирование амплитудно-модулированных сигналов. Умножение и преобразование частоты сигнала.

Радиоприёмные устройства. Структурная и принципиальная схемы ра­диоприемника прямого усиления. Структурные схемы радиоприемников супер­гетеродинного типа. Необходимость модуляции. Радиосигналы. Временные и спектральные диаграммы сигналов на входах и выхо­дах функциональных блоков радиоприемников прямого усиления и супергете­родина. Ручные и автоматические регулировки в приемниках. Основные харак­теристики радиоприемников. Принципы цифрового радиовещания. Прием час­тотно-модулированных сигналов. Современные системы радиосвязи (сотовая связь, спутниковая связь, электронная почта и др.). Любительская радиосвязь.

Телевидение. Преобразование оптического сигнал в электрический, пере­дача электрического видеосигнала по каналу связи, обратное преобразование электрического видеосигнала в оптический. Основные параметры телевизион­ного изображения. Временные и спектральные характеристики телевизионного сигнала. Устройство и принцип действия передающей электронной трубки. Устройство и принцип действия черно-белого и цветного кинескопов.

Структурная схема телевизионного приемника цветного изображения. Ос­новные системы цветного телевидения: MESECAM, PAL, NTSC. Особенности приема и обработки сигналов цветного изображения. Антенны для приема те­левизионных сигналов в зоне неуверенного приема. Антенные усилители, осо­бенности их подключения к антеннам и телевизорам. Системы телевизионного вещания из космоса. Телевидение высокой четкости.

Методы записи и воспроизведения звуковых и видеосигналов. Стереофо­ническое звучание.

Элементы цифровой электроники. Элементы алгебры логики. Схемотехническая реализация основных логических функций. Системы логических элементов. Базовые элементы интегральных схем типа ТТЛ и КМОП. Понятие о комбинационной схеме и цифровом автомате. Триггеры (асинхронные и синхронные, счётные). Их схемотехническая реализация на логических элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ.

Элементы теории информации. Понятие об информации, количественной мере информации, двоичной единице измерения информации. Виды сигналов: аналоговый, дискретный, квантованный по уровню, цифровой. Прикладная универсальность цифрового сигнала. Понятие о кодировании сигналов. Позиционный, двоичный, шестнадцатеричный, двоично-десятичный коды цифровых сигналов. Последовательный и параллельный коды.

Основные узлы цифровых устройств. Регистры (последовательные, параллельные, универсальные). Их применение в качестве запоминающих устройств и преобразователей информации. Счётчики (двоичные, с произвольным коэффициентом счёта, реверсивные, с предустановкой). Преобразователи кодов (шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры). Сумматоры. Одноразрядный двоичный сумматор. Многоразрядные двоичные сумматоры параллельного типа. Арифметико-логический узел (АЛУ). Назначение, функциональная схема и типовой набор выполняемых операций. Запоминающие устройства. Классификация и основные характеристики. Устройства ввода и вывода. Последовательный интерфейс. Параллельный интерфейс. Внешние устройства ввода и визуализации информации. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования.

Устройство и принцип действия ЭВМ. Исторический обзор, сравнительные характеристики. Микропроцессор. Структурная схема. Взаимодействие отдельных узлов и устройств. Операционный блок и блок управления. Аккумулятор. Счётчик команд. Регистр адреса памяти. Регистр состояния. Буферные регистры. Регистры общего назначения. Схемы управления. Внутренняя шина данных. Внешние шины, принцип мультиплексирования. Синхронизация. Адресация информации и кодирование команд. Однокристальный микропроцессор и микро-ЭВМ.

Развитие средств и способов обмена информацией. Социальные ас­пекты создания и использования технических средств получения, переда­чи, обработки и хранения информации. Принципы функционирования ло­кальных и глобальных сетей. Системы компьютерных телекоммуникаций. Раз­витие цифровых систем связи. Цифровая обработка сигнала в радиовещании и телевидении.

Автоматизация производства - один из важнейших факторов научно-технического прогресса общества. Автоматика как обобщающий курс техниче­ских дисциплин. Сведения из истории автоматики.

Основные понятия автоматики. Системы автоматики, определения, клас­сификация: системы замкнутые, разомкнутые, комбинированные; системы ав­томатизированные и автоматические, телесистемы; системы непрерывного и дискретного действия; одноканальные и многоканальные системы. Структур­ные схемы. Состав систем автоматики: информационная, логико-вычислительная и исполнительная подсистемы. Взаимодействие отдельных устройств и обмен сигналами между ними в аналоговых, цифровых и аналого-цифровых системах. Особенности средств связи в телемеханических системах, кодирование, передача, прием и разделение сигналов в телесистемах. Элементы и устройства автоматики.

Классификация, характеристики элементов и устройств автоматики: стати­ческие, динамические, точностные, эксплуатационные, экономические.

Информационные элементы и устройства автоматики. Преобразователи неэлектрических величин в электрический сигнал: датчики параметрические и генераторные. Их классификация по типу измеряемой величины и по принципу действия. Устройство и принцип действия датчиков: перемещения, скорости, ускорения, температуры, давления, влажности, электромагнитных полей, ра­диации, акустических и оптических воздействий.

Предварительная обработка сигналов датчиков. Измерительные схемы: мостовая, дифференциальная. Усилители в системах автоматики. Корректи­рующие элементы. Преобразователи непрерывных и дискретных сигналов: ре­лейные схемы, АЦП, ЦАП, время-импульсные преобразования. Особенности многоканальных систем. Коммутаторы.

ЭВМ и микропроцессоры в системах автоматики. Соединение ЭВМ с информа­ционной и исполнительной подсистемами.

Исполнительные элементы систем автоматики. Электромеханические эле­менты, электромагниты, муфты, электродвигатели, особенности их использова­ния в качестве исполнительных устройств. Нагреватели различных типов. Гид­равлические и пневматические исполнительные элементы. Манипуляторы. Ин­дикаторы.

Перспективы развития элементов и устройств автоматики. Интеграция элементов автоматики.

Системы автоматики. Примеры построения автоматизированных и автома­тических систем контроля, измерения, сигнализации, управления процессами получения и обработки вещества, энергии, информации. Применение систем автоматики в научных исследованиях, промышленности и в быту. Станки с программным управлением, робототехника, гибкие автоматизированные произ­водства. Телемеханические системы на Земле и в космосе. Роль человека в ав­томатических и автоматизированных системах.

Комплексная автоматизация производства. Системы автоматики будущего. Кибернетика и создание искусственного интеллекта.

Автоматика в школе. Изучение элементов и систем автоматики в школь­ных курсах физики и информатики. Решение задач с элементами автоматики. Автоматизация физического эксперимента.

Конструкции для кружков технического творчества с элементами автомати­ки: автоматы сигнализации и контроля (фотореле, термореле, измерители влажно­сти, температуры, освещенности, системы телеуправления моделями и др.)

Темы лекций по дисциплине "Электрорадиотехника"

(9 семестр)

Лекция 1. Исторические сведения о развитии электроники. Элементы электрических цепей: резистор, катушка индуктивности, конденсатор, трансформатор, источник напряжения, источник тока. Схемы замещения. Линейные и нелинейные элементы, соотношения между токами и напряжениями для них. Принцип суперпозиции для линейных цепей. Электрическая цепь как устройство для передачи и преобразования энергии и информации. Прохождение токов различной формы через электрические цепи.

Импульсные сигналы и их параметры. Переходные процессы в цепях с резистором, конденсатором и катушкой индуктивности. Простейшие четырехполюсники и их АЧХ и ФЧХ. Коэффициент передачи. Полоса пропускания. Граничные частоты.

Лекция 2. Полевые (p-n переходом и изолированным затвором) и биполярные транзисторы. Принцип работы, статические ВАХ, параметры, простейшие эквивалентные схемы. Режим работы (активный, отсечки, насыщения).

Лекция 3. Последовательный и параллельный колебательные контуры. Резонанс токов и напряжений. Влияние внутреннего сопротивления источника и сопротивления нагрузки на резонансные свойства колебательных контуров.

Лекция 4-5. Электронные усилители. Апериодический и резонансный усилители.Активные цепи. Обобщенная схема усилительного каскада и его представление в виде четырехполюсника. Роль источника энергии и управляемого элемента. Требования к идеальному управляемому элементу. Режимы работы активных элементов (классы А, В, С). Электронные усилители. Классификация. Линейные параметры и характеристики: коэффициент усиления, полоса пропускания, коэффициент частотных искажений, АЧХ. Параметры и характеристики, обусловленные нелинейностью электронных приборов: динамический диапазон, коэффициент нелинейных искажений, амплитудная характеристика.

Обратная связь в усилителях. Структурная схема усилителя с обратной связью. Коэффициент усиления. Положительная и отрицательная обратная связь. Влияние обратной связи на характеристики усилителя. Повторители напряжения.

Лекция 6. Автогенераторы.Автогенератор как усилитель с положительной обрат­ной связью. Условия самовозбуждения баланс фаз и амплитуд. Амплитуда ус­тановившихся колебаний. Спектральный состав и форма установившихся коле­баний в узкополосных и широкополосных автогенераторах.

Принципиальные схемы узкополосных с колебательным контуром и RC цепями) и широкополосных (блокинг-генератор, мультивибратор) автогенера­торов. Методы стабилизации частоты автогенераторов.

Лекция 7. Преобразование спектров сигналов. Амплитудно-модулированные колебания, их временные и спектральные диаграммы. Детектирование амплитудно-модулированных сигналов.

Лекция 8. Радиоприёмные устройства. Структурная и принципиальная схемы ра­диоприемника прямого усиления. Структурные схемы радиоприемников супер­гетеродинного типа. Временные и спектральные диаграммы на входах и выхо­дах функциональных блоков радиоприемников прямого усиления и супергете­родина. Ручные и автоматические регулировки в приемниках. Основные харак­теристики радиоприемников. Принципы цифрового радиовещания. Прием час­тотно-модулированных сигналов. Современные системы радиосвязи (сотовая связь, спутниковая связь, электронная почта и др.). Любительская радиосвязь.

Лекция 9-10. Телевидение.Преобразование оптического сигнал в электрический, пере­дача электрического видеосигнала по каналу связи, обратное преобразование электрического видеосигнала в оптический. Основные параметры телевизион­ного изображения. Временные и спектральные характеристики телевизионного сигнала. Устройство и принцип действия передающей электронной трубки. Устройство и принцип действия черно-белого и цветного кинескопов.

Структурная схема телевизионного приемника цветного изображения. Ос­новные системы цветного телевидения: MESECAM, PAL, NTSC. Особенности приема и обработки сигналов цветного изображения. Антенны для приема те­левизионных сигналов в зоне неуверенного приема. Антенные усилители, осо­бенности их подключения к антеннам и телевизорам. Системы телевизионного вещания из космоса. Телевидение высокой четкости.

Темы лекций по дисциплине "Электрорадиотехника"

(10 семестр)

Лекция 1. Элементы цифровой электроники. Элементы алгебры логики. Схемотехническая реализация основных логических функций. Системы логических элементов. Понятие о комбинационной схеме и цифровом автомате.

Лекция 2. Базовый логический элементы (ЛЭ) 2 И-НЕ ТТЛ (с простым инвертором, со сложным инвертором, с тремя состояниями).

Лекция 3. Базовый логический элемент 2 И-НЕ КМОП.

Лекция 4. Триггеры (асинхронные и синхронные, счётные). Их схемотехническая реализация на логических элементах И-НЕ и ИЛИ-НЕ.

Лекция 5. Счётчики (двоичные, с произвольным коэффициентом счёта, реверсивные, с предустановкой). Устройства ввода и вывода.

Лекция 6. Регистры (последовательные, параллельные, универсальные). Их применение в качестве запоминающих устройств и преобразователей информации. Преобразователи кодов (шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры).

Лекция 7. Сумматоры. Одноразрядный двоичный сумматор. Многоразрядные двоичные сумматоры параллельного типа. Арифметико-логический узел (АЛУ). Назначение, функциональная схема и типовой набор выполняемых операций.

Лекция 8. Запоминающие устройства. Классификация и основные характеристики.

Лекция 9. Устройство и принцип действия ЭВМ. Исторический обзор, сравнительные характеристики. Микропроцессор. Структурная схема. Взаимодействие отдельных узлов и устройств. Операционный блок и блок управления. Аккумулятор. Счётчик команд. Регистр адреса памяти. Регистр состояния. Буферные регистры. Регистры общего назначения. Схемы управления. Внутренняя шина данных. Внешние шины, принцип мультиплексирования. Синхронизация. Адресация информации и кодирование команд. Однокристальный микропроцессор и микро-ЭВМ.

Устройства ввода и вывода. Последовательный интерфейс. Параллельный интерфейс. Внешние устройства ввода и визуализации информации. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования.

Лекция 10. Преобразователи неэлектрических величин в электрический сигнал: датчики параметрические и генераторные. Их классификация по типу измеряемой величины и по принципу действия. Устройство и принцип действия датчиков: перемещения, скорости, ускорения, температуры, давления, влажности, электромагнитных полей, ра­диации, акустических и оптических воздействий.

Предварительная обработка сигналов датчиков. Измерительные схемы: мостовая, дифференциальная.

Лекция 11. Устройство для автоматического регулирования температуры.

Лекция 12. Автоматсветовых эффектов. Музыкальный автомат.

Дата добавления: 2017-02-01