Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-45-025/тип.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности 1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
Составитель:
Я.В. Алишев, профессор кафедры систем телекоммуникаций Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», доктор технических наук.
Рецензенты:
А.И.
Демченко,
заместитель
директора
Научно-исследовательского
республиканского
унитарного
предприятия
«Минский
научноисследовательский
институт
радиоматериалов»,
профессор,
доктор
технических наук;
Л.Л. Клюев, заведующий кафедрой
последипломного образования
Учреждения образования «Высший государственный колледж связи»,
профессор, доктор технических наук
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 17 от 10.06.2002 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
4
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа дисциплины «Введение в специальность»
разработана для студентов специальности 1-45 01 02 Системы радиосвязи,
радиовещания и телевидения высших учебных заведений.
Целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов с их
будущей специальностью, принципами построения современных систем
телевизионного вещания и звукового вещания, организацией учебного процесса
в университете.
В результате освоения дисциплины «Введение в специальность» студент
должен
знать:
- структуру университета и управления им, организацию учебного процесса,
различные виды занятий, обязанности и права студента;
- принципы рациональной организации аудиторной и самостоятельной
работы;
- профиль своей специальности и роль электронных средств информации в
развитии общества;
- структурную схему организации звукового и телевизионного вещания;
- определение и физический смысл основных терминов: информация,
аналоговый и цифровой сигналы, канал связи, объем сигнала и канала, помеха и
др.;
уметь характеризовать:
- направляющие устройства систем радиовещания и телевидения;
- основные устройства систем радиосвязи, радиовещания и телевидения, их
назначение и основные характеристики;
- принципы работы и особенности построения многоканальных электрических
и оптических систем передачи информации;
приобрести навыки:
планирования и организации аудиторной и самостоятельной работы в
процессе обучения.
Программа рассчитана на объем 17 часов лекций.
Таблица
№
Наименование темы
Лекции Всего
п/
(часы)
п
1
2
3
4
1. Раздел 1. Содержание дисциплины «Введение в
специальность»
1.1 Тема 1.1 Введение. Студент и университет. Структура
2
2
университета. Обязанности и права студентов
1.2 Тема 1.2 Организация учебного процесса в ВУЗе.
2
2
1.3 Тема 1.3 Роль телекоммуникаций в развитии
2
2
общества. Базовые понятия и определения в
системах передачи информации.
5
№
Наименование темы
п/
п
1.4 Тема 1.4 Сигналы звукового вещания и их
восприятие
1.5 Тема 1.5 Цифровое представление вещательных
сигналов
1.6 Тема 1.6 Радиорелейные и спутниковые системы
передачи информации
1.7 Тема 1.7 Волоконно-оптические системы передачи
информации
1.8 Тема 1.8 Обобщенная структурная схема системы
звукового и телевизионного вещания. Каналы связи.
1.9 Заключение
Лекции
(часы)
Всего
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Тема 1. ВВЕДЕНИЕ. СТУДЕНТ И УНИВЕРСИТЕТ. СТРУКТУРА УНИВЕРСИТЕТА.
ОБЯЗАННОСТИ И ПРАВА СТУДЕНТОВ
Краткий исторический обзор развития различных систем звукового и
телевизионного вещания. Значение электронных СМИ для общества. Высшая
техническая школа и роль специалиста в научно-техническом и социальном
прогрессе. Основные требования к инженерам-специалистам систем РРТ.
Общее знакомство с университетом, его историей, традициями,
перспективами. Структура университета. Кафедры, факультеты, лаборатории,
библиотека и другие подразделения. Структура управления. Ректорат и совет
университета, деканат и совет факультета. Устав университета. Права и
обязанности студентов. Студенческое самоуправление. Стипендиальное и
социальное обеспечение. – 2 час.
Тема 2. ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В ВУЗЕ
Краткая характеристика дисциплин учебного плана по циклам:
социально-экономические, общенаучные, общетехнические, специальные
(профилирующие) дисциплины. Факультативные дисциплины. Дисциплины
углубленной подготовки. Графики учебного процесса, расписание занятий.
Виды учебных занятий: лекции, семинары, практические и лабораторные
занятия, консультации, курсовое проектирование, научно-исследовательская
работа студентов, производственная практика, дипломное проектирование.
Организация и формы контроля текущей работы студентов в
межсессионный период. Формы контроля занятий. Положение о зачетах и
экзаменах.
6
Тема 3. РОЛЬ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ В РАЗВИТИИ ОБЩЕСТВА. БАЗОВЫЕ
ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Человек и информация. Сообщение как форма представления
информации.
Виды сообщений. Необходимость преобразования сообщений в сигнал.
Понятие о видах сигналов и их основных характеристиках. Понятие о
модуляции, демодуляции, фильтрации. Объем сигнала и объем канала. Помехи
в системе связи.
Тема 4. СИГНАЛЫ ЗВУКОВОГО ВЕЩАНИЯ И ИХ ВОСПРИЯТИЕ
Звуковое поле. Слух и восприятие звуковых колебаний. Учет
субъективных особенностей слуха и зрения. Классы качества вещательных
каналов.
Тема 5. ЦИФРОВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ВЕЩАТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
Принципы
импульсно-кодовой
модуляции.
Теорема
отсчетов.
Равномерное квантование. Шум квантования. Двоичное кодирование. Формат
кода. Временное уплотнение каналов.
Тема 6. РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ И СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ
Радио-частотный ресурс. Особенности распространения радиоволн.
Принципы организации радиорелейных линий связи, линии связи с
использованием искусственных спутников земли. Антенно-фидерные
устройства.
Тема 7. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Краткая история появления ВОЛС. Устройство оптического волокна.
Преимущества оптических систем и сетей телекоммуникаций. Перспективы
развития.
Тема 8. ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ЗВУКОВОГО
И ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ. КАНАЛЫ СВЯЗИ
Обобщенная структурная схема системы радиовещания и телевещания.
Тракт формирования программ. Аппаратно-студийный комплекс. Система
проводного вещания. Радиовещательные станции. Телевизионные передатчики.
Международные соглашения в области распределения радиочастот.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Перспективы развития систем телевизионного и звукового вещания.
Компьютерные технологии в системах телекоммуникаций.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМАТИКИ РЕФЕРАТОВ
1.
2.
Влияние телекоммуникаций на развитие общества.
Основные вехи в истории развития электросвязи.
7
3. Сообщения и сигналы. Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы.
4. Радиорелейные системы передачи прямой видимости.
5. Спутниковые системы телевизионного вещания.
6. Сеть проводного радиовещания.
7. Многоканальные системы передачи информации.
8. Обработка сигналов звукового вещания: компрессоры и экспандеры.
9. Методы разделения каналов в ВОСП.
10. Акустоэлектрические преобразователи.
11. Системы и сети сотовой связи
12. Системы спутникового вещания.
13. Роль микроэлектроники в системах передачи, обработки и хранения
информации.
14. Краткая история электросвязи.
15. ИКМ и ее разновидности.
16. Локальные сети персональных ЭВМ.
17. Устройство и основные характеристики оптического волокна.
18. Оптические приемные устройства ВОСП.
19. Помехи радиовещательному приему и методы борьбы с ними.
20. Методы разделения каналов в аналоговых системах передачи.
21. Радиорелейные линии передачи.
22. Достоверность передачи цифровой информации и методы ее повышения.
23. Пассивные элементы линейного тракта ВОСП.
24. История появления и развития радиовещания.
25. Громкость звукового сигнала. Кривые равной громкости.
26. Тембр звуковых сигналов. Тон-компенсированные регуляторы тембра.
27. Спутниковые системы телевизионного и звукового вещания.
28. Радиовещание в диапазоне метровых волн.
29. Компьютерные технологии и системы теле- и радиовещания.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Электросвязь. Введение в специальность: Учеб. пособие для вузов / В.Г.
Дурнев, А.Ф. Зеневич, Б.И. Крук и др. – М.: Радио и связь, 1988. – 240 с.
2. Бытовая радиоэлектронная техника: Энциклопедический справочник / Под
ред. А.П.Ткаченко. – Мн.: БелЭн, 1995.
3. Алишев Я.В., Урядов В.Н. Оптические системы передачи: Учебн. пособие.
– Мн.: БГУИР, 1996.
Шалатонін В.І. Электраакустыка і радыёвяшчанне: Ч.ІІ: Асноўныя ўласцівасці маўлення і
слыху. - Мн.: БДУІР, 1997.- 78 с.
4. Синклер Я. Введение в цифровую звукотехнику: Пер. с анг.М.:Энергоатомиздат, 1990.- 80 с.
Козюренко Ю.А. Высококачественное звуковоспроизведение. - М. ; Радио и
связь, 1993.-144 с.
8
5. Левченко В. М. Спутниковое телевидение в вашем доме – Полигон, 1997. –
272 с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Долженко О.В.,. Шатуновский В.Л. Современные методы и технология
обучения в техническом вузе. – М.: Высш. шк., 1990.
2. Методические материалы по вопросам совершенствования, организации и
планирования самостоятельной работы студентов в вузах Беларуси. /Под ред.
М.У. Пискунова. - Мн.: БПИ, 1988.
3. Никонов А.В. Звукотехническое оборудование радиодомов н телецентров.
-1988.- 152 с.
4. Акустика: Справочник / А.П. Ефимов, А. В. Никонов н др. ; Под ред. М.А.
Сопожкова. - 2-е изд. -М.: Радио и связь, 1989. - 336 с.
5. Цифровые звуковые магнитофоны / И. П. Золотухин, А. А. Изюмов, М. М.
Райзман. - Томск: Радио н связь, 1990. - 160 с. ( Массовая радиобиблиотека.
Вып. 1153).
6. Шкритек П. Справочное пособие по звуковой схемотехннке: Пер. с нем. М.:Мир, 1991.-446 с.
7. Цвикер Э., Фельдкеллер Р. Ухо как приёмннк информации: Пер. с нем.М.:1971.-255 с.
8. Слуховая система/ Ред. Я. А. Альтман. - Л.: Наука, 1990.-620 с.
9. Ковалгин Ю.А., Сергеев М. А. Стереофонические тракты приёмников
программ спутникового телевидения и радиовещания. - М.: Радио и связь,
1993.- 32 с.
10. Козюренко Ю.А. Высококачественное звуковоспроизведение. - М. ; Радио
и связь, 1993.-144 с.
11. Радиовещание и электроакустика: Учебник для вузов / С. Н. Алябьев, А. В.
Выходец, Р. Гермер и др.; Под ред. Ю. А. Ковалгина. - М.: Радио и связь,1998.792с.
9
10
Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-45-007/тип.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
И АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности 1-45 01 02 Системы радиосвязи,
радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
11
Составитель:
В.Б. Кирильчук, доцент кафедры антенны и устройств СВЧ Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат технических наук
Рецензенты:
В.И. Белодед, начальник кафедры радиотехники Военной академии
Республики Беларусь, доцент, кандидат технических наук;
Кафедра
радиофизики
Учреждения
образования
«Белорусский
государственный университет» (протокол № 12 от 01.04.2003 г.);
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 17 от 10.06.2002 г.);
Кафедрой антенн и устройств СВЧ Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 19 от 10.06.2002 г.)
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
Ответственный за редакцию: Т.Н. Крюкова
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
12
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа по дисциплине «Распространение радиоволн и
антенно-фидерные устройства» разработана для специальности 1-45 01 02
Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения высших учебных заведений.
В системе подготовки современных инженеров, специализирующихся в
области радиосвязи, радио и телевизионного вещания значительное место
отводится изучению курса «Распространение радиоволн и антенно-фидерные
устройства» (РРВ и АФУ). Обусловлено это тем, что надежность и качество
систем радиосвязи, радиовещания и телевидения (РРТ) во многом определяется
не только характеристиками приемопередающей аппаратуры, но и
особенностями распространения радиоволн в реальных условиях, а также
типами и конструкциями используемых антенно-фидерных устройств. Поэтому
правильный расчет энергетических характеристик радиотехнических систем
РРТ при заданных параметрах качества и надежности связи, практически
невозможен без соответствующих знаний и умений в области РРВ и АФУ.
Отмеченные
обстоятельства
позволяют
сформулировать
цель
преподавания дисциплины «Распространение радиоволн и антенно-фидерные
устройства».
Целью курса «РРВ и АФУ» является изучение условий и особенностей
распространения радиоволн на наземных и космических линиях связи, основ
расчета этих радиолиний; изучение принципа действия методов анализа,
синтеза, расчета и измерений параметров основных типов антенн различных
диапазонов длин волн, используемых в современных системах радиосвязи,
радио и телевизионного вещания.
Задачи изучения дисциплины в соответствии с учебным планом и
квалификационной характеристикой определяются требованиями к знаниям и
умениям, которыми должны обладать студенты и включают:
- изучение основных механизмов распространения радиоволн различных
диапазонов длин волн;
- изучение распространения земных радиоволн;
- изучение влияния тропосферы на условия распространения радиоволн;
- изучение процессов ионосферного распространения радиоволн;
- изучение принципа действия основных типов антенн РРТ и методики их
расчета;
- ознакомление с методами анализа и синтеза антенн по заданным
характеристикам излучения;
- приобретение практического навыка расчета напряженности (потока
мощности) электромагнитного поля на трассах связи заданной протяженности,
основных типов антенн различных диапазонов длин волн и методики
измерения основных параметров.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:
- законы распространения радиоволн различных диапазонов длин волн;
13
- методику расчета радиолиний заданной протяженности с учетом влияния
подстилающей поверхности, тропосферы и ионосферы атмосферы Земли;
- методику измерения основных параметров антенн и устройств антеннофидерного тракта;
уметь:
- грамотно применять аналитические соотношения для расчета
напряженности поля (потока мощности) при заданных электрических и
геометрических параметрах трассы РРВ с учетом влияния тропосферы и
ионосферы Земли;
- производить расчет основных типов антенн и элементов антенно-фидерного
тракта;
- синтезировать антенно-фидерные устройства по заданной функции
направленности и коэффициенту усиления;
- исследовать основные параметры элементов антенно-фидерного тракта;
- с инженерной точностью определить мощность (напряжение) на выходе
антенно-фидерного тракта при заданных параметрах антенн и потока мощности
(напряженности) электромагнитного поля на апертуре.
Для успешного изучения дисциплины «РРВ и АФУ», необходимо знание
таких разделов математики как дифференциальное и интегральное исчисление,
векторный анализ, специальные функции, дифференциальные уравнения в
частных производных, элементы теории поля, а также разделов
предшествующего основополагающего курса «Электромагнитные поля и
волны» – основные уравнения электродинамики, граничные условия для
векторов электромагнитного поля, распространение радиоволн в изотропных и
анизотропных средах, распространение радиоволн в направляющих системах,
элементы теории дифракции и излучения электромагнитных волн.
Лекционный курс рассчитан на 68 часов.
Практический курс (лабораторные занятия) – 32 часа.
На лабораторных занятиях необходимо обеспечить работу студентов
измерительной и вычислительной аппаратурой, а также программным
обеспечением по численному моделированию изучаемых устройств.
Изучаемый курс состоит из двух взаимосвязанных разделов:
- распространение радиоволн – раздел 1
- антенно-фидерные устройства – раздел 2.
Таблица
№
пп
Наименование темы
1
1
2
Раздел 1. Распространение радиоволн
1.1
Введение
14
Лекц
ии
(часы
)
3
1
Практи
ческие
занятия
(часы)
4
Лаборат
орные
занятия
(часы)
5
Всего
6
1
Продолжение таблицы
1
1.2
2
Тема 1.1. Распространение радиоволн в
свободном пространстве
1.3 Тема 1.2. Распространение земных
радиоволн над плоской поверхностью Земли
1.4 Тема 1.3. Распространение земных волн над
сферической поверхностью Земли
1.5 Тема 1.4. РРВ с учетом тропосферы Земли
1.6 Тема 1.5. РРВ с учетом ионосферы Земли
1.7 Тема 1.6. Особенности распространения
метровых, дециметровых и сантиметровых
волн в пределах прямой видимости на
наземных радиолиниях
1.8 Тема 1.7. Регулярные механизмы
распространения метровых, дециметровых и
сантиметровых волн за пределы прямой
видимости
1.9 Тема 1.8. Особенности распространения
метровых, дециметровых и сантиметровых
волн на линиях космической связи
1.10 Тема 1.9. Особенности распространения
декаметровых волн
1.11 Тема 1.10. Особенности распространения
гектометровых, километровых
мириаметровых волн
1.12 Тема 1.11. Нерегулярные механизмы
распространения радиоволн различных
диапазонов
2
Раздел 2. Антенно-фидерные устройства
2.1
3
1
4
4
5
4
6
5
4
8
4
6
4
4
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Введение
Тема 2.1. Основные параметры антенн.
Элементарные излучатели
2.3 Тема 2.2. Симметричный и несимметричный
вибратор
2.4 Тема 2.3. Многовибраторные антенны
2.5 Тема 2.4. Основные положения теории
приема
2.6 Тема 2.5. Вибраторные антенны метровых и
дециметровых волн (МВ и ДМВ)
2.7 Тема 2.6. Передающие телевизионные
антенны
2.8 Тема 2.7. Приемные телевизионные антенны
2.9 Тема 2.8. Основные положения теории
апертурных антенн
2.10 Тема 2.9. Рупорные антенны
6
8
8
1
2.2
1
2
4
4
8
2
2
2
2
4
4
4
6
15
Окончание таблицы
1
2
2.11 Тема 2.10. Рупорно-линзовые антенны и
антенны поверхностных волн
2.12 Тема 2.11. Зеркальные антенны
2.13 Тема 2.12. Антенны декаметровых волн
2.14 Тема 2.13.Антенны километровых и
мириаметровых волн
2.15 Тема 2.14. Антенные решетки с
управляемой диаграммой направленнсти
2.16 Тема 2.15. Эксплуатационные измерения
антенно-фидерных устройств
3
4
4
5
6
2
4
6
1
1
4
8
2
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
ВВЕДЕНИЕ
Среда как элемент линии радиосвязи. Влияние Земли и ее атмосферы на
распространение радиоволн. Ослабление и искажение сигналов. Основные
определения. Классификация радиоволн по частотным диапазонам и
механизмам распространения. Задачи курса. Требования, предъявляемые к
знаниям и умениям студентов по курсу «РРВ и АФУ».
Тема 1.1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Расчет напряженности поля. Потери и основные потери при
распространении непосредственно от пункта передачи к пункту приема, а также
при наличии пассивной ретрансляции. Зоны Френеля. Область пространства,
существенно участвующая в распространении радиоволн.
Тема 1.2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗЕМНЫХ РАДИОВОЛН НАД ПЛОСКОЙ
ПОВЕРХНОСТЬЮ ЗЕМЛИ
Поле излучателей, размещенных на конечной высоте над плоской
границей раздела сред. Вывод интерференционного множителя и анализ
диаграммы направленности вибратора с учетом подстилающей поверхности.
Амплитуда поля в точке приема при скользящем РРВ. Вывод формулы
Введенского и границы ее применения. Характеристика области подстилающей
поверхности, существенной при отражении плоской волны. Виды рассеяния и
учет шероховатости подстилающей поверхности при отражении ЭМВ.
Критерий Рэлея и пределы применяемости отражательной трактовки.
Структура поля вертикального и горизонтального вибраторов,
расположенных вблизи плоской границы раздела однородных сред.
Эффективность излучения горизонтального вибратора вблизи реального
диэлектрика. Функция ослабления поверхностной волны (функция
Зоммерфельда) и анализ амплитудно-фазовой структуры поля в ближней и
дальней зонах. Формула Шулейкина-Ван-дер-Поля. Ослабление поверхностной
волны на трассах с кусочно-неоднородными параметрами подстилающей
16
поверхности. Явление береговой рефракции. Учет влияния «погодного» слоя на
РРВ. Виды подстилающих поверхностей.
Тема 1.3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗЕМНЫХ ВОЛН НАД СФЕРИЧЕСКОЙ
ПОВЕРХНОСТЬЮ ЗЕМЛИ
Дальность прямой видимости. Учет сферичности в интерференционных
формулах. Приведенные высоты антенн. Зоны света, тени и полутени.
Дифракция радиоволн вокруг сферической поверхности Земли.
Дифракционные формулы В.А.Фока. Работы В.А.Введенского, Ван-дер-Поля и
других отечественных и зарубежных ученых. Амплитудная и фазовая
коррекция дифракционного множителя. Методы расчета ослабления поля
поверхностной волны с учетом сферической поверхности Земли.
Тема 1.4. РРВ С УЧЕТОМ ТРОПОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
Неоднородность электромагнитных свойств атмосферы на различных
высотах. Строение тропосферы и ее электродинамические характеристики.
Диэлектрическая проницаемость, коэффициент и индекс преломления
тропосферы. Вертикальный профиль индекса преломления. Скорости
распространения радиоволн – фазовая и групповая. Рефракция радиоволн в
тропосфере. Искривление траектории луча и радиус кривизны траектории.
Рефракция положительная и отрицательная. Виды положительной рефракции:
нормальная, повышенная, пониженная, критическая, сверхрефракция.
Определение условий сверхрефракции по вертикальному градиенту индекса
преломления.
Ослабление радиоволн. Множитель ослабления. Поглощение в
тропосфере – резонансное в газах и гидрометеорах. Механизм рассеяния
радиоволн на локальных неоднородностях диэлектрической проницаемости
атмосферы, рассеяние единичной неоднородностью, эффективная площадь
рассеяния.
Учет влияния тропосферной рефракции в интерференционных формулах.
Эквивалентный радиус Земли.
Замирание в тропосфере, их свойства и причины. Глубина замираний,
интегральный закон распределения глубины замираний, скорость замираний.
Методы повышения надежности работы линии радиосвязи путем
использования пространственной, частотной, временной и поляризационной
избирательностей замираний. Селективные замирания и неискаженная полоса
частот.
Тема 1.5. РРВ С УЧЕТОМ ИОНОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
Строение и электродинамические характеристики ионосферы. Источник
и механизм ионизации. Процесс рекомбинации. Распределение свободных
электронов по высоте. Диэлектрическая проницаемость и электропроводность
ионосферы без учета магнитного поля Земли. Регулярные слои ионосферы D, E
и F. Прогнозирование состояния ионосферы. Вертикальный профиль
диэлектрической проницаемости ионосферы.
17
Микроструктура
ионосферы.
Статистические
характеристики
интенсивности и размеров неоднородностей на различных высотах.
Преломление в ионосфере наклонно падающих лучей, условие поворота
луча на Землю.
Влияние постоянного магнитного поля Земли на распространение волны
в ионосфере. Максимальные частоты. Отражение от ионосферы вертикально
падающих лучей. Критическая частота. Частотная зависимость тензора
проницаемости при РРВ вдоль геомагнитного поля. Эффект Фарадея.
Потери и затухание ЭМВ в ионосфере, распространение критических
частот по высоте ионосферы. Особенности распространения плоской ЭМВ с
линейной поляризацией вдоль нормали к геомагнитному полю. Двойное
лучепреломление. Поглощение в ионосфере Земли. Гиромагнитная частота.
Резонансное поглощение.
Замирания, их свойства и причины. Борьба с замираниями.
Тема 1.6. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МЕТРОВЫХ, ДЕЦИМЕТРОВЫХ
И САНТИМЕТРОВЫХ ВОЛН В ПРЕДЕЛАХ ПРЯМОЙ ВИДИМОСТИ НА
НАЗЕМНЫХ РАДИОЛИНИЯХ
Область применения. Влияние неровностей земной поверхности.
Существенная область поверхности Земли, формирующая поле отраженной
волны. Отражение от шероховатых поверхностей. Распространение в пределах
прямой видимости над холмистой местностью. Распространение при наличии
единичных экранирующих препятствий. Явление «усиления» напряженности
поля за счет препятствий. Учет влияния конечного числа препятствий на трассе
РРВ. Распространение в условиях крупного города. Принципы расчета
устойчивости работы РРЛ. Влияние тропосферы на условия РРВ.
Тема 1.7. РЕГУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МЕТРОВЫХ,
ДЕЦИМЕТРОВЫХ И САНТИМЕТРОВЫХ ВОЛН ЗА ПРЕДЕЛЫ
ПРЯМОЙ ВИДИМОСТИ
Область применения. Дальнее тропосферное распространение. Объем
рассеяния. Зависимость среднего значения напряженности поля от расстояния и
частоты.
Количественная характеристика замираний при ДТР. Потеря усиления
антенн при ДТР. Определение надежности работы линий при заданных
параметрах аппаратуры и шумах.
Дальнее распространение метровых волн за счет отражения от
ионизированных следов метеоров. Общие характеристики спорадических
метеоров и их ионизированных следов.
Принцип работы линии радиосвязи, использующих эффект отражения
радиоволн от ионизированных метеорных следов. Коэффициент использования.
Тема 1.8. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МЕТРОВЫХ, ДЕЦИМЕТРОВЫХ
И САНТИМЕТРОВЫХ ВОЛН НА ЛИНИЯХ КОСМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
Особенности работы космических линий радиосвязи: большая
протяженность трасс, ограничение уровня принимаемого сигнала нормами
18
МККР, применение наземных приемников с низким уровнем собственных
шумов, перемещение ИСЗ по орбите. Требования, предъявляемые к тракту
распространения. Зависимость потерь в тропосфере от частоты и угла места.
Тепловые потери в ионосфере. Потери в ионосфере, вызванные эффектом
Фарадея. Шумы, влияющие на работу космических радиолиний, зависимость
шумов от частоты и угла места. Влияние рефракции на работу радиолиний;
ошибки при траекторных измерениях: требования, предъявляемые к
характеристикам направленности наземных антенн. Доплеровское изменение
частоты. Принцип расчета линий космической связи.
Тема 1.9. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ДЕКАМЕТРОВЫХ ВОЛН
Область применения декаметровых волн. Механизм и модели
распространения. Распространение земной волны. Выбор рабочих частот,
максимальные и наименьшие применимые частоты. Причины многолучевости.
Интерференционные и поляризационные замирания.
Расчет напряженности поля по модернизированной методике
А.Н.Казанцева. Влияние 11-летнего цикла солнечной активности. Влияние
различного рода ионосферных возмущений.
Тема 1.10. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ГЕКТОМЕТРОВЫХ,
КИЛОМЕТРОВЫХ МИРИАМЕТРОВЫХ ВОЛН
Области применения гектометровых волн. Земные волны, дальность
распространения. Суточный ход характеристик поля. Закономерности
изменения результирующего поля. Зоны ближних и дальних замираний.
Методы борьбы с замираниями. Перекрестная модуляция в ионосфере.
Область применения километровых и мириаметровых волн.
Распространение в сферическом волноводе «Земля – ионосфера». Анализ
условий распространения. Суточный ход амплитуд и фаз. Особенности
распространения, связанные с влиянием постоянного магнитного поля Земли.
Методы расчета напряженности поля.
Тема 1.11. НЕРЕГУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
РАДИОВОЛН РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНОВ
Сверхрефракция и возникновение тропосферных волноводных каналов.
Определение множителя ослабления.
Дальний прием телевидения за счет отражения радиоволн от
нерегулярных образований в ионосфере (слой Es).
Скользящее распространение декаметровых волн в ионосфере.
Волноводное распространение в ионосфере.
Распространение мериаметровых волн вдоль магнитных силовых линий,
свистящие атмосферики.
19
Раздел 2. АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА
ВВЕДЕНИЕ
Назначение приемной и передающей антенн в радиоканале. Основные
характеристики. Классификация антенн. Задачи курса. Исторический обзор
развития теории и техники антенно-фидерных устройств.
Тема 2.1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ АНТЕНН. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ
Векторная и комплексная характеристика направленности антенн.
Амплитудная и фазовая диаграммы направленности (ДН). ДН в полярной и
прямоугольной системе координат. Картографическое изображение ДН.
Ширина основного лепестка ДН. Относительный уровень боковых лепестков
ДН. Коэффициент защитного действия. Коэффициент направленного действия
(КНД). Действующая длина и эффективная площадь антенны. Сопротивление
излучения. Коэффициент полезного действия. Коэффициент усиления и его
связь с КНД. Волновое сопротивление. Рабочая полоса частот, коэффициент
перекрытия. Входное сопротивление. Фазовый центр.
Элементарный электрический излучатель.
Распределение тока. Поле излучения. Диаграмма направленности.
Мощность излучения. Сопротивление излучения. Формула Рюденберга.
Элементарный излучатель Гюйгенса. Метод зеркальных изображений.
Тема 2.2. СИММЕТРИЧНЫЙ И НЕСИММЕТРИЧНЫЙ ВИБРАТОР
Задача об излучении тонкого электрического вибратора в строгой
постановке.
Приближенный метод анализа симметричного вибратора, основанный на
предположении о распределении тока вдоль вибратора в соответствии с
теорией длинных линий. Границы применяемости приближенного метода.
Распределения тока и заряда по симметричному вибратору. Поле
симметричного вибратора в дальней зоне.
Электрически короткий вибратор и его ДН. Полуволновой вибратор. ДН
полуволнового вибратора. Волновой вибратор и его ДН.
Действующая длина симметричного вибратора. Сопротивление
излучения симметричного вибратора. Входное сопротивление. Эквивалентные
схемы симметричного вибратора. Укорочение вибраторов. Коэффициент
направленного действия. Коэффициент направленного действия и коэффициент
усиления симметричного вибратора. Полоса пропускания полуволнового
вибратора. Несимметричный вертикальный заземленный вибратор. Настройка
вибраторов.
Тема 2.3. МНОГОВИБРАТОРНЫЕ АНТЕННЫ
Система из двух вибраторов. Вывод выражения для ДН системы из 2-х
вибраторов. Сущность метода наведенных ЭДС. Наведенные и взаимные
сопротивления. Входное сопротивление вибратора, входящего в систему.
Антенные решетки. Синфазные решетки. Антенна бегущей волны. Влияние
20
Земли на направленные свойства антенны. Сопротивление излучения системы
вибраторов. Плоский апериодический рефлектор.
Тема 2.4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ПРИЕМА
Сущность процесса приема. Применение принципа взаимности для
изучения приемных антенн. Эквивалентная ЭДС приемной антенны.
Эквивалентная схема приемной антенны. Мощность, выделяемая в нагрузку
приемной антенной. Условия выделения максимальной мощности.
Эффективная площадь приемной антенны. Связь эффективной площади
антенны с КНД и действующей длиной. Шумовая температура антенны.
Подавление помех направленной антенной.
Тема 2.5. ВИБРАТОРНЫЕ АНТЕННЫ МЕТРОВЫХ И ДЕЦИМЕТРОВЫХ
ВОЛН (МВ И ДМВ)
Требования, предъявляемые к антеннам МВ и ДМВ. Основные типы
антенн МВ и ДМВ диапазонов. Симметрирующе-согласующие устройства в
антенной технике. Схема «запирающий цилиндр». Симметрирующая приставка
(компенсационная схема). Петлевая схема (U-колено). Симметрирующая щель.
Простейшие вибраторные антенны. Антенны для подвижных средств связи:
вертикальный вибратор, дисконусная антенна. Петлевой вибратор (вибратор
Пистолькорса) и его сопротивление излучения. Многопетлевой вибратор.
Тема 2.6. ПЕРЕДАЮЩИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ
Требования, предъявляемые к ДН передающих телевизионных антенн и
их рабочей полосе частот. Вибратор Брауде. Трапециобразный вибратор. Жобразный вибратор. Симметричный волновой вибратор с компенсационной
схемой. Турникетная антенна и схема ее питания. Синфазное и переменнофазное питание передающих телевизионных антенн. Тангенциальный сдвиг
систем вибраторов при опорах передающих центров большого поперечного
сечения. Многоэтажные передающие телевизионные антенны и антенны ЧМ
вещания.
Тема 2.7. ПРИЕМНЫЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ АНТЕННЫ
Требования, предъявляемые к телевизионным приемным антеннам.
Внешние и комнатные антенны. Антенна типа волновой канал.
Логопериодическая антенна. Простейшие приемные телевизионные антенны:
симметричный вибратор, петлевой вибратор и его разновидности – «квадрат»,
«двойной квадрат», «зигзаг», «зигзаг» с резонансным и апериодическим
рефлектором.
Спиральные антенны. Основные режимы работы. Параметры спиральных
антенн.
Тема 2.8. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ АПЕРТУРНЫХ АНТЕНН
Требования, предъявляемые к антеннам радиорелейных и космических
линий связи. Формирование узких ДН антенн.
21
Поле излучения поверхностных антенн: прямоугольная апертура,
круговой раскрыв. Влияние амплитудного и фазового распределения поля в
раскрыве на ДН дальней зоне. Влияние фазовых искажений на ДН. Линейные,
квадратичные, кубичные случайные искажения. Влияние амплитудного
распределения поля на форму ДН антенн. Система излучателей с оптимальным
амплитудным распределением. Понятие оптимальности амплитудного
распределения для дискретных и непрерывных излучателей. Квазиоптимальное
амплитудное распределение.
Тема 2.9. РУПОРНЫЕ АНТЕННЫ
Излучение открытого конца волноводов прямоугольного и круглого
сечения. Секториальные, пирамидальные и конические рупоры; распределение
амплитуд и фаз поля в раскрыве рупора. Диаграмма направленности.
Оптимальные размеры рупора. Согласование рупора с волноводом.
Тема 2.10. РУПОРНО-ЛИНЗОВЫЕ АНТЕННЫ И АНТЕННЫ
ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН
Необходимость коррекции фазовых искажений в укороченных рупорных
антеннах. Замедляющие, ускоряющие и геодезические линзы. Зонирование
линз. Металлодиэлектрические линзы. Расчет корректирующих линз. Способы
уменьшения реакции линз на рупор. Конструкция и типы антенн
поверхностных волн. Диэлектрическая стержневая антенна.
Тема 2.11. ЗЕРКАЛЬНЫЕ АНТЕННЫ
Классификация антенн. Антенны с зеркалом в виде параболоида
вращения. Принцип действия. Метод определения направленных свойств по
распределению поля в излучающей апертуре и по распределению плотности
тока на зеркале. Оптимизация параболической антенны. Облучатели
параболической антенны. Учет влияния на ДН затенения раскрыва зеркала
облучателем.
Влияние поля, отраженного от зеркала, на облучатель и метод его
устранения. Параболические антенны с вынесенным облучателем.
Двухзеркальные антенны. Антенна Кассегерена. Двухзеркальная антенна
со смещенной фокальной осью и эллипсоидным зеркалом специальной формы
(АД). Двухзеркальная антенна Грегори.
Перископические антенны. Схемы и конструктивное исполнение.
Принцип действия. Рупорно-параболическая антенна (РПА).
Тема 2.12. АНТЕННЫ ДЕКАМЕТРОВЫХ ВОЛН
Требования, предъявляемые к антеннам. Слабонаправленные антенны.
Синфазные антенны. Ромбические антенны. Логопериодические антенны.
Приемные декаметровые антенны бегущей волны. Управление ДН
декаметровых антенн. Работа двух передатчиков на одну антенну.
Тема 2.13. АНТЕННЫ КИЛОМЕТРОВЫХ И МИРИАМЕТРОВЫХ ВОЛН
Антенны километровых и мириаметровых волн. Требования,
предъявляемые к ним. Антенны с нижним питанием. Антенны с регулируемым
22
распределением тока. Антенны с верхним питанием. Антенны на низких
опорах. Направленные антенны гектометровых волн. Заземление антенн
километровых и гектометровых волн. Приемные антенны километровых и
мириаметровых волн.
Тема 2.14. АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ С УПРАВЛЯЕМОЙ ДИАГРАММОЙ
НАПРАВЛЕННОСТИ
Общие сведения о фазированных антенных решетках. Искажения
диаграммы направленности при сканировании. Максимально допустимое
расстояние между излучателями ФАР. Взаимное влияние элементов решетки.
Требования, предъявляемые к излучателю. ФАР с фидерным питанием и
пространственным (оптическим) питанием. Плавный и дискретнокоммутационный способы фазирования. Антенные решетки с частотным
сканированием. Антенные решетки из активных излучателей. Понятие о
многолучевых ретрансляционных решетках. Понятие об антенных решетках с
обработкой сигнала.
Тема 2.15. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
АНТЕННО-ФИДЕРНЫХ УСТРОЙСТВ
Ориентация направленных антенн. Измерения параметров и настройка
фидеров. Настройка антенн. Основные методы измерения ДН антенн: в дальней
зоне, в ближней зоне, метод фокусировки.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕМАТИКЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
Цель лабораторных занятий – экспериментальное подтверждение
теоретических положений курса; закрепление теоретического материала,
ознакомление с методикой и практикой измерений в СВЧ и КВЧ диапазонах,
приобретение навыков экспериментального исследования и настройки антенн, а
также самостоятельной работы с СВЧ аппаратурой и вопросами защиты от
излучения СВЧ, методами безопасной работы в зоне СВЧ излучения.
Все лабораторные работы четырехчасовые.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
РАЗДЕЛ 1.
1.1. Исследование дифракции на поглощающем экране - 4 часа.
1.2. Исследование структуры поля при РРВ над плоской подстилающей
поверхностью
- 4 часа.
1.3. Исследования мостовых соединений и направленного ответвителя
мощности - 4 часа.
1.4. Исследования ферритового вентиля и ферритового циркулятора - 4 часа.
РАЗДЕЛ 2.
2.1. Исследование антенны типа «волновой канал» - 4 часа.
2.2. Исследование рупорных антенн
- 4 часа.
23
2.3. Исследование зеркальной антенны - 4 часа.
2.4. Исследование решетки излучателей - 4 часа.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1.
Черенкова Е.Л., Чернышев О.В. Распространение радиоволн. - М.: Радио и
связь, 1984.
2. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа
радиолиний. – М.: Связь, 1971.
3. Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. – М.: Радио и связь,
1981.
4. Кочержевский Г.А., Ерохин Т.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные
устройства. – М.: Радио и связь, 1989.
5. Чернышев
В.П.
Антенно-фидерные
устройства
радиосвязи
и
радиовещания. - М.: Связь, 1978.
6. Шередько Е.Ю. Распространение радиоволн и антенно-фидерные
устройства. - М.: Связь, 1976.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. – М.:
Наука, 1967.
2. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн. – М.: Связь, 1975.
3. Фейнберг Е.Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. М.: АН СССР, 1972.
4. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. – М.: Связь, 1972.
5. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.П., Терешин О.Н. Антенны ультракоротких
волн. - М.: Связь, 1977.
6. Айзенберг Г.З. Коротковолновые антенны. - М.: Связьиздат, 1962.
7. Жук М.С., Молочков Ю.В. Проектирование антенно-фидерных устройств.
– М.: Энергия, 1956.
8. Фрадин А.З. Антенно-фидерные устройства. – М.: Связь, 1977.
9. Козырев Н.Д. Антенны космической связи. - М.: Радио и связь, 1990.
10. Драбкин А.Д., Коренберг Е.Б. Антенны. - М.: Радио и связь, 1992.
11. Шур А.А. Ближний и дальний прием телевидения. - М.: Радио и связь,
1991.
12. Ямпольский В.Т., Фролов Д.П. Оптимизация антенных систем линий
связи. - М.: Радио и связь, 1991.
ПЕРЕЧЕНЬ НАГЛЯДНЫХ И ДРУГИХ ПОСОБИЙ, МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ
И МЕТОДИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ К ТЕХНИЧЕСКИМ СРЕДСТВАМ ОБУЧЕНИЯ
1. Плакаты и наглядные пособия при выполнении лабораторных работ.
2. Демонстрация современных видов антенн, используемых в средствах
подвижной связи, а также в целях индивидуального приема телевидения с
геостационарных спутников.
24
3. Демонстрация работы амплифазометра ближнего поля СВЧ диапазона, как
основного модуля автоматизированного измерительно-вычислительного
комплекса для реконструкции ДН антенн.
25
26
Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-45-008/тип.
НАПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ И ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности 1-45 01 02 Системы радиосвязи,
радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
27
Составитель:
В.Н. Мищенко, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат технических наук
Рецензенты:
В.Н. Стрихарчук, начальник службы электросвязи Республиканского
унитарного предприятия «ПО Междугородная связь»;
Кафедра терминальных устройств телекоммуникационных систем
Учреждения образования «Высший государственный колледж связи» (протокол
№ 8 от 14.03.2002 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 17 от 10.06.2002 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
Ответственный за редакцию: Т.Н. Крюкова
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
28
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа «Направляющие системы и пассивные компоненты»
разработана для специальности 1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания
и телевидения высших учебных заведений. Целью изучения дисциплины
является изучение принципа работы, устройства, номенклатуры и особенностей
применения направляющих систем (НС) и пассивных компонентов (ПК),
используемых в технике связи, и сущность перспективных разработок,
готовящихся к внедрению ведущими предприятиями и организациями.
Развитие народного хозяйства страны, становление рыночных отношений,
укрепление обороноспособности объективно ведут к быстрому увеличению
объема передаваемой информации с помощью средств электро- и радиосвязи, к
развитию и внедрению современной связной аппаратуры. В настоящем курсе
рассматриваются НС (коаксиальные, симметричные и оптические кабели,
волноводы, полосковые линии), ПК диапазона СВЧ (направленные
ответвители, смесители, резонаторы и т.д.) и радиокомпоненты (резисторы,
конденсаторы, индуктивности).
Курс «Направляющие системы и пассивные компоненты» является
профилирующим для специальности 1-45 01 02 Системы радиосвязи,
радиовещания и телевидения и занимает важное место в системе подготовки
инженеров по этой специальности.
В результате освоения курса «Направляющие системы и пассивные
компоненты» студент должен:
знать:
- современное состояние и перспективы развития НС;
- физические принципы процессов передачи электромагнитных сигналов по
НС;
- методы и расчётные соотношения для определения основных параметров и
характеристик НС;
- конструкцию
и
электрические
характеристики
современных
и
перспективных НС;
- аппаратуру, способы защиты направляющих систем и сооружений связи от
взаимных и внешних влияний и процессов коррозии;
- устройство и характеристики пассивных элементов СВЧ;
- устройство, характеристики, область применения и номенклатуру пассивных
радиокомпонентов (резисторы, конденсаторы, индуктивности);
- основные тенденции и перспективы развития в разработке элементной базы
радиоэлектронной связной аппаратуры;
уметь характеризовать:
- методы расчёта параметров передачи и других характеристик НС;
- способы защиты направляющих систем и сооружений связи от взаимных и
внешних влияний и процессов коррозии;
- методы расчёта параметров пассивных элементов СВЧ;
- методы расчёта параметров радиокомпоненты;
уметь анализировать:
29
- электромагнитные процессы, происходящие в различных НС;
- процессы влияния нежелательных внешних электромагнитных источников
на НС;
- электромагнитные процессы, происходящие в различных пассивных
компонентах;
приобрести навыки:
- проектирования различных НС;
- работы с приборами и оборудованием, используемыми в технике связи;
- измерения основных электрических характеристик и параметров НС и
оценки их на соответствие установленным нормам;
- измерения основных электрических характеристик и параметров пассивных
компонентов и оценки их на соответствие установленным нормам.
Программа рассчитана на объем 68 учебных часов. Примерное
распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 34 часа,
лабораторных работ – 34 часа, практических занятий – 0 часов.
Таблица
N п.п.
Наименование темы
ЛекЛабора- Всего
ции
торные
(часы) занятия
(часы)
1
2
3
4
5
1
Раздел 1. Введение.
2
1.1.
Тема 1.1.
2
2
2.
Раздел
2.
Электродинамика 4
направляющих систем.
2.1.
Тема 2.1.
2
2
2.2.
Тема 2.2.
2
2
3.
Раздел 3. Теория направляющих систем. 16
3.1.
Тема 3.1.
2
8
10
3.2.
Тема 3.2.
2
8
10
3.3.
Тема 3.3.
2
4
6
3.4.
Тема 3.4.
2
2
3.5.
Тема 3.5.
8
3.5.1. Тема 3.5.1.
2
4
6
3.5.2. Тема 3.5.2.
2
4
6
3.5.3. Тема 3.5.3.
2
2
3.5.4. Тема 3.5.4.
2
2
4.
Раздел 4. Пассивные СВЧ элементы в 6
системах передачи информации.
4.1.
Тема 4.1.
2
8
10
4.2.
Тема 4.2.
2
2
4.3.
Тема 4.3.
2
2
30
1
5.
5.1.
5.2.
5.3.
2
Раздел 5. Электрические параметры и
конструктивное исполнение пассивных
компонентов.
Тема 5.1.
Тема 5.2.
Тема 5.3.
Окончание таблицы
4
5
3
6
2
2
2
2
2
2
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ
Тема 1.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА
Содержание и последовательность изучения курса. Отчетность по курсу.
Рекомендуемая литература. Основные понятия и определения.
Раздел 2. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА НАПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
Тема 2.1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
Электромагнитные процессы в полупроводниках и диэлектриках.
Режимы передачи. Типы и классы электромагнитных волн.
Тема 2.2. ТЕОРИЯ ПЕРЕДАЧИ ПО ЛИНИЯМ СВЯЗИ
В КВАЗИСТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ
Первичные и вторичные параметры передачи. Неоднородные линии.
Раздел 3. ТЕОРИЯ НАПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
Тема 3.1. КОАКСИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ
Основные характеристики, расчетные соотношения, области применения.
Оптимизация конструктивных размеров.
Тема 3.2. СИММЕТРИЧНЫЕ КАБЕЛИ
Конструкция,
использования.
основные
характеристики,
частотный
диапазон
Тема 3.3. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ВОЛНОВОДЫ
Теория передачи Е и Н волн. Типы волн в прямоугольном и круглом
волноводах. Дисперсионные характеристики. Области применения.
Тема 3.4. ПОЛОСКОВЫЕ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ
Основные характеристики, конструкция и области применения.
Тема 3.5. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ
Основы теории и основные характеристики.
31
Развитие волоконно-оптической связи. Типы и конструкции
оптических кабелей. Многомодовые и одномодовые оптические волокна.
3.5.2. Затухание оптических кабелей. Рабочие длины волн ВОЛС.
3.5.3. Дисперсия оптических кабелей. Дальность связи и длина участка
регенерации.
3.5.4. Технико-экономическая эффективность ВОЛС. Применение ВОЛС в
Беларуси.
3.5.1.
Раздел 4. ПАССИВНЫЕ СВЧ ЭЛЕМЕНТЫ В СИСТЕМАХ
ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Тема 4.1. ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ПЛАНАРНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ
УСТРОЙСТВАХ
Фильтры СВЧ на основе полосковых и диэлектрических резонаторов.
Топологические схемы и характеристики.
Тема 4.2. ГИБРИДНЫЕ МОСТОВЫЕ УСТРОЙСТВА ДИАПАЗОНА СВЧ
Многоканальные делители (сумматоры мощности).
Тема 4.3. НАПРАВЛЕННЫЕ ОТВЕТВИТЕЛИ
Смесители диапазона СВЧ.
Раздел 5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И КОНСТРУКТИВНОЕ
ИСПОЛНЕНИЕ ПАССИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ
Тема 5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕЗИСТОРОВ И НАБОРОВ РЕЗИСТОРОВ
Тема 5.2. КЛАССИФИКАЦИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ И КОНДЕНСАТОРНЫХ СБОРОК
Тема 5.3. КЛАССИФИКАЦИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТЕЙ, ФИЛЬТРОВ НА ИХ ОСНОВЕ
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Измерение параметров линий связи с помощью прибора Р5-10.
2. Измерение собственного и рабочего затухания цепей связи прибором
П-321.
3. Исследование методов защиты кабельных линий связи от опасных и
мешающих влияний.
4. Измерение затухания волоконно-оптических кабелей.
5. Измерение параметров линий связи с помощью прибора ПКП-5.
6.
Изучение характеристик и параметров резисторов и наборов резисторов.
7. Изучение характеристик и параметров конденсаторов и конденсаторных
сборок.
8. Изучение характеристик и параметров катушек индуктивности.
1.
32
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Ионов А.Д., Попов Б.В. Линии связи. – М.: Связь, 1990.
2. Гроднев И.И., Верник С.М., Кочановский Л.Н. Линии связи. - M.: Радио и
связь, 1995.
3. Рычина Т.А., Зеленский А.В. Устройства функциональной электроники и
электрорадиоэлементы. - М.: Радио и связь, 1989.
4. Гроднев И.И., Ларин Ю.Т., Теумин И.И. Оптические кабели. - М.:
Энергоиздат, 1991.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Демидчик В.И. Электродинамика СВЧ: Учеб. пособие для вузов.- Мн.:
Университетское, 1992.
2. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. 2-е изд., перераб.и доп. – М.:
Радио и связь, 1988.
3. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.:
Высш. шк., 1992.
4. Михайлов М.И., Разумов Л.Д., Соколов С.А. Защита кабельных линий от
опасных и мешающих влияний. - М.: Связь, 1978.
5. Резисторы: Справочник / Под ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова - М.:
Радио и связь, 1988.
6. Брискер А.С., Руга А.Д., Шарле Д.Л. Городские телефонные кабели. – М.:
Радио и связь, 1984.
7. Мищенко В.Н. Методическое пособие к практическим занятиям по
дисциплине Направляющие системы телекоммуникаций для студентов
специальности Телекоммуникационные системы. – Мн: БГУИР, 2000.
33
34
Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-45-001/тип.
МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям
1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
35
Составители:
С.А. Кореневский, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат технических наук;
В.А. Овсянников, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат физико-математических наук
Рецензенты:
С.П. Жуков, начальник НИЛ СУС Проектного и научно-исследовательского
республиканского унитарного предприятия «Гипросвязь»;
Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший
государственный колледж связи» (протокол № 7 от 08.05.2002 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 17 от 10.06.2002 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
36
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа дисциплины «Методы и устройства формирования и
обработки телекоммуникационных сигналов» разработана по специальностям
1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций и 1-45 01 02 Системы
радиосвязи, радиовещания и телевидения высших учебных заведений.
Целью дисциплины является изучение методов и устройств
формирования и цифровой обработки сигналов.
В первой части программы рассматриваются методы согласования
устройств телекоммуникаций в НЧ, ВЧ и СВЧ диапазонах, характеристики и
параметры усилительных устройств при одновременном усилении
синусоидального сигнала и шума, принципы работы и схемы построения
функциональных устройств телекоммуникаций.
Во второй части программы рассматриваются методы Z-преобразования
при анализе и синтезе дискретных сигналов и цепей; алгоритмы дискретного и
быстрого преобразования Фурье с приложением к задачам формирования,
спектрально-корреляционного анализа и фильтрации сигналов; структурный
анализ, моделирование, методики расчета и проектирования цифровых
устройств;
В третьей части программы рассматриваются цифровые методы передачи
и обработки аналоговых сигналов. Основное внимание уделяется поиску и
разработке эффективных алгоритмов обработки сигналов в реальном масштабе
времени.
Данная дисциплина является логическим продолжением и развитием
дисциплин «Электромагнитные поля и волны», «Электронные приборы и
устройства», «Теория электросвязи» с переложением задач для аналоговых
сигналов и систем на цифровые. Совместно с дисциплиной «Цифровые и
микропроцессорные устройства» она составляет теоретическую основу
современной техники, изучаемой в инженерных дисциплинах по системам
телекоммуникации.
В результате освоения дисциплины «Методы и устройства формирования
и обработки телекоммуникационных сигналов» студент должен:
знать:
принципы построения функциональных устройств и ЦОС в системах
телекоммуникаций;
основные параметры электромагнитной совместимости функциональных
устройств телекоммуникаций;
методы расчета функциональных устройств телекоммуникаций;
методы, алгоритмическую основу и типовые схемные решения в задачах
цифровой обработки сигналов;
методики расчета и оценки параметров системы ЦОС;
преимущества и недостатки системы ЦОС, перспективы развития
технологии ЦОС;
уметь анализировать:
37
влияние параметров функциональных устройств на характеристики сетей и
систем телекоммуникаций;
аналоговый прототип задачи и ее «цифровые» варианты;
структуры и разновидности схем ЦОС по скорости и точности
вычислительных операций;
приобрести навыки моделирования, разработки и проектирования
функциональных устройств, элементов, звеньев и систем цифровой обработки
сигналов в телекоммуникации.
Программа рассчитана на объем 206 учебных часов. Примерное
распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 100 часов,
лабораторных работ – 58 часов, практических занятий – 50 часов, курсовой
проект, курсовая работа (см. таблицу).
№
п.п.
Наименование темы
Лекци
и,
часов
1
1
2
Часть 1. Функциональные устройства
систем телекоммуникаций
Раздел 1. Основные параметры и
характеристики
функциональных
устройств систем телекоммуникаций
Требования
к
функциональным
устройствам СТК
Линейные и нелинейные искажения в
трактах систем телекоммуникаций.
Основные
параметры
электромагнитной совместимости
Раздел 2. Применение аналоговых
микросхем в технике связи
Проектирование
функциональных
устройств
на
операционных
усилителях СТК
Усилители низких, высоких и СВЧ
Аналоговые перемножители сигналов
в схемах телекоммуникаций
Раздел 3. Генераторы сигналов
Генераторы фиксированных частот
Генераторы
управляемые
напряжением. Фазовая автоподстройка
частоты
Синтезаторы частот
Раздел 4. Функциональные устройства
на
линиях
передачи
с
распределенными параметрами
Пассивные элементы интегральных
схем СВЧ
3
Практичес
кие
занятия,
часов
4
6
2
1
1.1
1.2.
1.3
2
2.1
2.2.
2.3.
3
3.1.
3.2.
3.3.
4.
4.1.
38
Таблица
Лабораторн Всего
ые занятия,
часов
5
6
8
14
2
2
2
2
2
6
2
4
2
2
2
2
6
4
4
2
2
2
2
4
4
2
4
4
6
8
4
14
4
4
4
4
6
14
4
4
4
8
4
2
Продолжение таблицы
1
2
3
4.2.
Полупроводниковые
управляющие
устройства СВЧ
Раздел 5. Антенные устройства систем
телекоммуникаций
Антенны метрового и дециметрового
диапазонов длин волн
Диэлектрические,
щелевые
и
микрополосковые антенны
Рупорные и зеркальные антенны
Основы построения антенных решеток
Раздел 6. Приемо-передающие СВЧ
модули систем телекоммуникаций
Основные схемы построения и
параметры
приемо-передающих
модулей СВЧ
Часть 2. Основы цифровой обработки
сигналов
Раздел
7.
Дискретные
последовательности. Методы анализа
Аналоговый сигнал и его цифровая
форма
Z-преобразования
Основные свойства Z-преобразования
Раздел 8. Дискретное преобразование
Фурье (ДПФ)
Определение
дискретного
преобразования Фурье (ДПФ)
Основные свойства ДПФ
Основной алгоритм ДПФ
Алгоритм быстрого преобразования
Фурье (БПФ)
Алгоритм БПФ в варианте с
«прореживанием по частоте»
Раздел 9. Принципы цифровой
фильтрации
Общая структура дискретной системы
Импульсная
и
частотная
характеристики
Системная (передаточная) функция
линейной дискретной системы
Раздел 10. Проблемы выбора метода
цифровой обработки
Прямые методы фильтрации
Вариант «частотной выборки»
Методы фильтрации на основе
«быстрой свертки»
Раздел 11. Эффекты квантования
сигналов в цифровых фильтрах
2
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
6.
6.1.
2
7.
7.1
7.2
7.3
8.
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
9.
9.1
9.2
9.3
10.
10.1
10.2
10.3
11.
4
5
6
2
8
4
12
2
2
2
2
2
2
2
3
4
4
2
6
9
2
3
4
9
6
2
8
16
2
2
2
10
2
2
2
4
4
4
2
8
6
16
2
2
2
2
2
2
2
4
2
4
4
6
4
10
2
2
2
4
2
2
2
4
6
8
14
2
2
2
4
6
2
6
2
4
2
4
39
Окончание таблицы
1
2
3
4
11.1
Форма представления и кодирования
чисел в цифровых фильтрах
Раздел 12. Проектирование и расчет
параметров цифровых фильтров
Основные разновидности аналоговых
фильтров
Этапы проектирования цифровых
КИХ- и БИХ-фильтров
Часть
3.
Цифровые
методы
формирования,
модуляции
и
демодуляции сигналов
Раздел
13.
Классификация
и
разновидности сигналов в СТК
Классификация сигналов в системах
телекоммуникаций
Необратимые
преобразования
сигналов в каналах связи
Сигналы
с
минимальным
произведением длительность- полоса
частот
Оптимизация пары сигнал-фильтр по
критерию
максимума
отношения
сигнал/шум
Сигналы с управляемой базой
Выбор
сигналов
и
показатели
эффективности системы передачи
информации
Раздел
14.
Цифровые
методы
формирования видео- и радиосигналов
Аналоговый прототип видео- сигналов
Z-преобразование
и
синтез
генераторов
Синтез
генераторов
дискретных
импульсных
последовательностей
заданной формы
Схемы
формирования
сигналов
специальной формы
Радиосигналы, их комплексные формы
Раздел 15. Цифровые методы приема и
обработки
сигналов
телекоммуникации
Варианты
построения
цифровых
демодуляторов
Перенос
и
инверсия
спектра
цифрового сигнала
Оптимальный прием сигналов
Проблемы разработки ускоренных
алгоритмов обработки сигналов
2
2
4
4
4
12
2
2
4
8
2
2
4
12
6
18
2
2
4
12.
12.1
12.2
3
13.
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
13.6
14.
14.1
14.2
14.3
14.4
14.5
15.
15.1
15.2
15.3
15.4
40
5
4
2
2
6
2
2
4
2
2
2
2
2
10
6
2
2
2
4
2
2
2
4
2
2
4
8
4
4
8
6
22
4
6
2
10
2
4
2
2
2
2
4
2
8
24
6
4
8
2
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Часть 1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ СИСТЕМ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ.
Тема 1.1. ТРЕБОВАНИЯ К ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ УСТРОЙСТВАМ СТК
Влияние развития электроники на схемотехнику устройств и систем
телекоммуникаций.
Требования
к
функциональным
устройствам
телекоммуникаций. Связь между АЧХ, ФЧХ, ГВЗ. Шумы.
Тема 1.2. ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ В ТРАКТАХ СИСТЕМ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Линейные искажения. Влияние линейных искажений на усиление
импульсных сигналов. Нелинейные искажения. Комплексные амплитудные
характеристики четырехполюсников.
Тема 1.3. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ
Блокирование,
интермодуляция.
Коэффициент
блокирования.
Динамический диапазон по блокированию. Коэффициент интермодуляции.
Динамический диапазон по интермодуляции.
Раздел 2. ПРИМЕНЕНИЕ АНАЛОГОВЫХ МИКРОСХЕМ
В ТЕХНИКЕ СВЯЗИ
Тема 2.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ СТК
НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
Проектирование усилителей с заданными значениями коэффициента
передачи, входного и выходного сопротивлений, АЧХ и ФЧХ. Согласование
усилителей с линией связи. Шумы операционных усилителей и методы их
уменьшения. Суммирование, вычитание, логарифмирование. Преобразователи
сопротивлений, активные фильтры, корректоры, циркуляторы, гираторы,
источники тока и напряжения и др. Корректоры. Построение АЧХ и ФЧХ
корректора по заданной схеме. Построение схемы корректора по заданной
АЧХ.
Тема 2.2. УСИЛИТЕЛИ НИЗКИХ, ВЫСОКИХ И СВЧ
Основные параметры. Широкополосные и узкополосные усилители.
Узкополосное и широкополосное согласование усилителей. Автоматическая
регулировка усиления. Ограничители.
41
Тема 2.3. АНАЛОГОВЫЕ ПЕРЕМНОЖИТЕЛИ СИГНАЛОВ В СХЕМАХ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Схемы построения аналоговых перемножителей. Методы повышения
динамического диапазона аналоговых перемножителей. Применение
аналоговых перемножителей при проектировании амплитудного, фазового,
частотного детекторов. Характеристики детекторов при одновременном
воздействии сигнала и шума. Применение аналоговых умножителей для
формирования различных видов модуляции (АМ, ФМ, ОБП и др).
Раздел 3. ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ
Тема 3.1. ГЕНЕРАТОРЫ ФИКСИРОВАННЫХ ЧАСТОТ
Основные параметры генераторов. Амплитудные и фазовые шумы
генераторов. Влияние амплитудных и частотных шумов генераторов на
характеристики систем связи. Генераторы с малым уровнем амплитудных и
фазовых шумов. Кварцевые генераторы. Стандарты частоты. Синхронизация
частоты генераторов. СВЧ генераторы. Фазовая автоподстройка частоты
генераторов. Перестройка. Стабилизация частоты. Схемы генераторов на
различных линиях передачи. Основные характеристики ( Мощность, к.п.д.,
стабильность частоты, АМ и ЧМ шумы).
Тема 3.2. ГЕНЕРАТОРЫ УПРАВЛЯЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЕМ (ГУН).
ФАЗОВАЯ АВТОПОДСТРОЙКА ЧАСТОТЫ
Схемы построения высокочастотных и СВЧ ГУН. Схемы
широкополосных ГУН в интегральном исполнении. Достоинства и недостатки
схем широкополосных ГУН. Амплитудные и частотные шумы ГУН. Схемы
ФАПЧ. Перспективы использования схем ФАПЧ в технике связи.
Тема 3.3. СИНТЕЗАТОРЫ ЧАСТОТ
Методы построения синтезаторов. Прямой и непрямой синтез частот.
Основные параметры синтезаторов частот. Особенности построения
синтезаторов в диапазоне СВЧ.
Раздел 4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
НА ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
Тема 4.1. ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ СВЧ
Линии передачи СВЧ диапазона (микрополосковые, щелевые,
копланарные). Пассивные элементы гибридных интегральных схем СВЧ
(конденсаторы, резисторы, параллельный и последовательный резонансный
контур, фильтры нижних и верхних частот на линиях с распределенными
параметрами. Сумматоры и делители мощности на различных типах линий
передачи). Смесители СВЧ (небалансные, балансные). Использование
различных видов линий передач при построении смесителей. Мощные
смесители СВЧ. Подавление побочных продуктов преобразования и
динамический диапазон смесителя.
42
Тема 4.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ УПРАВЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА СВЧ
Выключатели и переключатели на p-i-n диодах. Аттенюаторы на p-i-n
диодах. Ограничители мощности СВЧ. Фазовращатели. Аттенюаторы,
переключатели и фазовращатели СВЧ на транзисторах. Применение
полупроводниковых управляющих устройств СВЧ в телекоммуникационных
системах.
Раздел 5. АНТЕННЫЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Тема 5.1. АНТЕННЫ МЕТРОВОГО И ДЕЦИМЕТРОВОГО
ДИАПАЗОНОВ ДЛИН ВОЛН
Антенны МВ и ДЦВ. (Штыревая, волновой канал, рамочная, синфазные
решетки). Основные параметры. Особенности проектирования. Согласование
антенн.
Тема 5.2. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, ЩЕЛЕВЫЕ И МИКРОПОЛОСКОВЫЕ АНТЕННЫ
Основные параметры. Особенности проектирования.
Тема 5.3. РУПОРНЫЕ И ЗЕРКАЛЬНЫЕ АНТЕННЫ
Антенны Кассегрена, Грегори. Моноимпульсные антенны. Диаграммы
направленности антенн с многомодовыми облучателями. Вращающиеся
волноводные соединения антенных устройств систем телекоммуникаций.
Микрополосковые антенны.
Тема 5.4. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК
Принципы построения фазированных антенных решеток (ФАР).
Формирование диаграммы направленности ФАР. Перспективы использования
ФАР.
Раздел 6. ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩИЕ СВЧ МОДУЛИ СИСТЕМ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Тема 6.1. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ И ПАРАМЕТРЫ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩИХ МОДУЛЕЙ СВЧ
Приемо-передающие СВЧ модули спутниковых и радиорелейных линий.
Приемные модули с преобразованием сигнала на несущей частоте. СВЧ модули
систем связи ММDS, MVDS, LMDS в интегральном исполнении.
43
Часть 2. ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Раздел 7. ДИСКРЕТНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Тема 7.1. АНАЛОГОВЫЙ СИГНАЛ И ЕГО ЦИФРОВАЯ ФОРМА
Дискретизация, квантование и кодирование аналоговых сигналов.
Необходимые и
преобразований.
ограничительные
условия
для
АЦП.
Обратимость
Тема 7.2. Z-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
Z-преобразование дискретных последовательностей как обобщение
преобразований Фурье и Лапласа. Взаимосвязь Р-плоскости и Z-плоскости,
характер отображений.
Тема 7.3. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА Z-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
Обратимость преобразования. Представление
рациональной функции. Теоремы о сдвигах и свертках.
в
форме
дробно-
Раздел 8 . ДИСКРЕТНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ (ДПФ)
Тема 8.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСКРЕТНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ (ДПФ)
Взаимосвязь коэффициентов Фурье и коэффициентов ДПФ. Прямое и
обратное ДПФ. Свойства базисных функций.
Тема 8.2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ДПФ
Связь ДПФ с Z-преобразованием Основные теоремы: сдвиги, свертка и
корреляция сигналов. Особенности циклических операций. Примеры
применения.
Тема 8.3. ОСНОВНОЙ АЛГОРИТМ ДПФ
Общая блок-схема алгоритма прямого и
Вычислительные проблемы и ограничения в применении.
обратного
ДПФ.
Тема 8.4. АЛГОРИТМ БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ (БПФ)
Алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ) с «прореживанием по
времени». Граф-схема, вычислительные этапы и основные операции.
Матричная запись алгоритма. Блок-схемы алгоритма. Особенности
применения.
Тема 8.5. АЛГОРИТМ БПФ В ВАРИАНТЕ С «ПРОРЕЖИВАНИЕМ ПО ЧАСТОТЕ»
Граф-схема, вычислительные этапы. Матричная форма алгоритма. Общая
блок-схема алгоритма. Особенности применения в задачах спектрального
анализа.
44
Раздел 9. ПРИНЦИПЫ ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
Тема 9.1. ОБЩАЯ СТРУКТУРА ДИСКРЕТНОЙ СИСТЕМЫ
Основные варианты и разновидности. Разностное уравнение, параметры и
функциональные элементы системы.
Тема 9.2. ИМПУЛЬСНАЯ И ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Импульсная и частотная характеристики линейных (инвариантных во
времени) систем. Реакция системы как дискретная свертка. Критерии
устойчивости системы.
Тема 9.3. СИСТЕМНАЯ (ПЕРЕДАТОЧНАЯ) ФУНКЦИЯ ЛИНЕЙНОЙ ДИСКРЕТНОЙ
СИСТЕМЫ
Элементы и звенья системы, основные разновидности соединений и
варианты представления ЛПП-системы (прямая, каноническая, параллельная и
последовательные формы).
Раздел 10. ПРОБЛЕМЫ ВЫБОРА МЕТОДА ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ
Тема 10.1. ПРЯМЫЕ МЕТОДЫ ФИЛЬТРАЦИИ
Вариант «временной выборки». Эквивалентная схема ЛПП-системы.
Устойчивость и реализуемость системы. Особенности применения метода.
Тема 10.2. ВАРИАНТ «ЧАСТОТНОЙ ВЫБОРКИ»
Интерполяционная формула Лагранжа и эквивалентная схема ЛППсистемы. Устойчивость, реализуемость и условия применения.
Тема 10.3. МЕТОДЫ ФИЛЬТРАЦИИ НА ОСНОВЕ «БЫСТРОЙ СВЕРТКИ»
Секционированная свертка и ее реализация методами перекрытия с
суммированием и перекрытия с накоплением. Условия применения.
Раздел 11. ЭФФЕКТЫ КВАНТОВАНИЯ СИГНАЛОВ В ЦИФРОВЫХ
ФИЛЬТРАХ
Тема 11.1. ФОРМА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И КОДИРОВАНИЯ ЧИСЕЛ В ЦИФРОВЫХ
ФИЛЬТРАХ
Арифметические операции и эффекты квантования чисел. Квантование
сигналов в цифровых фильтрах. Модели процессов квантования. Обобщенная
модель цифрового фильтра и оценки ошибок (шумов) квантования выходного
сигнала.
45
Раздел 12. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЦИФРОВЫХ
ФИЛЬТРОВ
Тема 12.1. ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ АНАЛОГОВЫХ ФИЛЬТРОВ
Выбор структуры цифрового фильтра и метода расчета его параметров
(методы окна, частотной выборки, прямого Z-преобразования, Паде и др.).
Тема 12.2. ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ КИХ- И БИХ-ФИЛЬТРОВ
Расчеты параметров, оптимизация и проверка на устойчивость. Оценка
разрядности входного сигнала, коэффициентов фильтра и регистров
оперативной памяти. Роль моделирования фильтров на этапе проектирования.
Часть 3. ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ,
МОДУЛЯЦИИ И ДЕМОДУЛЯЦИИ СИГНАЛОВ
Раздел 13. КЛАССИФИКАЦИЯ И РАЗНОВИДНОСТИ
СИГНАЛОВ В СТК
Тема 13.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СИГНАЛОВ В СИСТЕМАХ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Основные разновидности, параметры и числовые характеристики
сигналов.
Тема 13.2. НЕОБРАТИМЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ СВЯЗИ
Межканальные и межсимвольные искажения, импульсные
флуктуационные помехи. Проблемы оптимизации формы сигналов.
и
Тема 13.3. СИГНАЛЫ С МИНИМАЛЬНЫМ ПРОИЗВЕДЕНИЕМ
ДЛИТЕЛЬНОСТЬ-ПОЛОСА ЧАСТОТ
Вариационные методы. Оптимальные сигналы как собственные функции
преобразования Фурье. Функции Эрмита, волновые сфероидальные функции.
Тема 13.4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРЫ СИГНАЛ-ФИЛЬТР ПО КРИТЕРИЮ
МАКСИМУМА ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ
Помехоустойчивость приемника на корреляторах и согласованных
фильтрах. Роль базы сигналов.
Тема 13.5. СИГНАЛЫ С УПРАВЛЯЕМОЙ БАЗОЙ
Простые, сложные и составные сигналы. Многопозиционные
ортогональные сигналы. Сигнально-кодовые конструкции.
и
Тема 13.6. ВЫБОР СИГНАЛОВ И ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ
ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
Энергетическая
эффективность систем.
46
и
частотная
эффективности,
сравнительная
Раздел 14. ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ВИДЕОИ РАДИОСИГНАЛОВ
Тема 14.1. АНАЛОГОВЫЙ ПРОТОТИП ВИДЕО- СИГНАЛОВ
Дискретная и цифровая формы, выбор параметров АЦП и ЦАП.
Тема 14.2. Z-ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И СИНТЕЗ ГЕНЕРАТОРОВ дискретных
гармонических последовательностей с заданными амплитудой, частотой и
фазой, периодическое и апериодическое управление параметрами.
Тема 14.3. СИНТЕЗ ГЕНЕРАТОРОВ ДИСКРЕТНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ
Рекурсивные и не рекурсивные структуры генераторов. Методы сверток.
Тема 14.4. СХЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ
Цифровые «ортогональные» фильтры.
формирование М-последовательностей.
«Кодовые»
фильтры
и
Тема 14.5. РАДИОСИГНАЛЫ, ИХ КОМПЛЕКСНЫЕ ФОРМЫ
(аналитический сигнал) и низкочастотный эквивалент (комплексная
огибающая). Преобразование Гильберта, формирование АС и КО. Структуры
цифровых модуляторов.
Раздел 15. ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Тема 15.1. ВАРИАНТЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ДЕМОДУЛЯТОРОВ
Общая схема выделения комплексной огибающей, мгновенной частоты и
фазы модулированных сигналов. Структура демодуляторов для сигналов АМ,
БМ и ОМ.
Тема 15.2. ПЕРЕНОС И ИНВЕРСИЯ СПЕКТРА ЦИФРОВОГО СИГНАЛА
Принципы интерполяции и децимации цифровых сигналов. Применение
к задачам обработки сигналов в МСП, полосовой фильтрации и цифрового
спектрального анализа. – 4 часа.
Тема 15.3. ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ УСКОРЕННЫХ АЛГОРИТМОВ ЦОС
Усеченные алгоритмы быстрого преобразования Фурье, Уолша-Адамара,
Хаара и др., их приложения к задачам приема, синхронизации и разделения
сигналов. Адаптивные методы обработки.
Тема 15.4. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ И ТЕХНИКА ЦОС
Вейвлет – технологии обработки сигналов. Банки фильтров на
процессорной основе. Проектирование систем ЦОС по схеме «модель –
алгоритм - программа». Отладочные модули и платформы на сигнальных
процессорах.
47
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ЧАСТЬ 1
1. Линейные искажения
в
функциональных
устройствах
систем
телекоммуникаций.
2. Нелинейные искажения в функциональных устройствах систем
телекоммуникаций.
3. Основные параметры ЭМС функциональных устройствах систем
телекоммуникаций.
4. Исследование характеристик синтезаторов частот.
5. Исследование характеристик согласованного фильтра на линиях задержки.
6. Исследование
характеристик
антенных
устройств
систем
телекоммуникаций.
ЧАСТЬ 2
1. Дискретные последовательности и их Z-преобразования. Свойства Zпреобразований.
2. Алгоритмы и схемы формирования дискретных последовательностей по
заданным Z-преобразованиям.
3. Исследование алгоритмов БПФ с прореживанием по времени и с
прореживанием по частоте.
4. Спектрально-корреляционный анализ сигналов на базе алгоритмов БПФ.
5. Согласованные фильтры для дискретных сигналов (на основе КИХфильтра, на основе БПФ).
6. Функциональные преобразования дискретных сигналов методом быстрой
свертки
(дифференцирование,
интегрирование,
НЧ-фильтрация,
преобразование Гильберта, автосвертка).
7. Расчет и моделирование цифровых фильтров, метод временной выборки.
8. Расчет и моделирование цифровых фильтров, метод частотной выборки.
ЧАСТЬ 3
1. Цифровые генераторы сигналов специальной формы.
2. Цифровые модуляторы сигналов с амплитудной, балансной и
однополосной модуляцией (АМ, БМ и ОМ).
3. Расчет и моделирование цифровых демодуляторов для сигналов с АМ, БМ
и ОМ.
4. Оптимальный прием сигналов на цифровых согласованных фильтрах.
Все занятия 4-х часовые, проводятся в компьютерном классе с применением
пакета «Matlab» (или аналогичного), специальных прикладных программ и
перепрограммируемых отладочных модулей на сигнальных процессорах.
Все занятия четырехчасовые, проводятся в компьютерном классе с
применением пакета «Matlab» (или аналогичного), специальных прикладных
программ и перепрограммируемых отладочных модулей на сигнальных
процессорах.
48
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
1. Проектирование синтезатора частот.
2. Проектирование приемо-передающих модулей СВЧ.
3. Проектирование антенного устройства.
4. Разработка приемо-передающего модуля для
широкополосными сигналами.
систем
связи
с
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ КУРСОВЫХ РАБОТ
1. Формирование дискретных последовательностей (сигналов) различной
формы. По исходным данным S(к) к=0,1,… определяются Z-преобразование и
возможные схемы «генераторов» данной последовательности. Разработка
предложений по формированию сигналов специальной формы, оптимизации
сигналов, формированию модулированных сигналов.
2. Определение и анализ спектрального состава дискретных сигналов с
использованием Z-преобразований. По исходным данным S(к) к=0,1,…
предварительно определяется Z-преобразование, затем на основе взаимосвязи
Фурье и Z-преобразований проводится спектральный анализ. Разработка
предложений по программной реализации.
3. Спектральный анализ сигналов на основе алгоритмов БПФ (варианты с
«прореживанием» по времени и по частоте). Описание алгоритмов, выбор и
обоснование варианта, размера массивов, разрешающей способности, объема
вычислений. Разработка предложений по применению анализаторов
(динамический контроль сигналов, синтетическая телефония, контроль
качества работы канала связи и др.).
4. Преобразования
аналог-цифра
и
цифра-аналог.
Назначение,
характеристики и параметры преобразователей. Расчет и выбор параметров,
оценка шума квантования. Схемотехническая реализация АЦП и ЦАП.
Предложения по применению к обработке речевых сигналов.
5. Спектрально-корреляционный анализ сигналов на основе алгоритмов БПФ
(как расширение тематики №3). Выбор и обоснование алгоритмов. особенности
анализа непериодических (шумовых) сигналов. Примеры применения в задачах
обработки сигналов.
6. Фильтрация сигналов методом быстрой свертки. Обоснование процедуры.
Разработка алгоритмов и программ на примерах дифференцирования и
интегрирования, преобразования Гильберта, низкочастотной фильтрации
сигналов. Машинные эксперименты, анализ качества фильтрации,
рекомендации по применению.
7. Проектирование и расчет КИХ-фильтров. Выбор и анализ аналогового
прототипа, аппроксимация характеристик, расчет параметров фильтра, оценка
разрядности коэффициентов фильтра и регистров оперативной памяти.
Рекомендации по применению.
8. Проектирование и расчет БИХ-фильтров. Особенности перехода от
аналогового прототипа к цифровому. Выбор метода (метод прямого Z49
преобразования, метод билинейного преобразования), расчет параметров
фильтра. Моделирование, машинный эксперимент. Рекомендации по
применению.
9. Формирование и моделирование сигналов АМ, БМ и ОМ. Общая структура
модулятора. Применение преобразования Гильберта. Спектральный состав
аналитического сигнала. Алгоритмы, программы и машинный эксперимент.
Рекомендации по применению.
10. Цифровые демодуляторы для АМ, БМ и ОМ сигналов. Варианты
построения демодуляторов на основе понятий «аналитический сигнал» и
«комплексная огибающая». Спектральный анализ. Алгоритмы, программы и
машинный эксперимент. Рекомендации по применению.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Твердотельные устройства в технике связи / Л.Г. Гассанов, А.А. Липатов,
В.В. Марков. – М.: Радио и связь, 1988.
2. Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных
устройств: Учебник для вузов. 2-е изд. – М.: Горячая линия–Телеком, 2001.
3. Князев А.Д. Элементы теории и практики обеспечения электромагнитной
совместимости радиоэлектронных средств. – М.: Радио и связь, 1984.
4. Системы ФАПЧ / В.В. Шахгильдян, А.А. Ляховкин. – М.: Связь, 1972.
5. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. – М.: ЭКО-ТРЕДЗ, 1998.
6. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. – М.: Высш. шк., 1988.
7. Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов: Справочник. – М.:
Радио и связь, 1985.
8. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. – СПБ.: Питер, 2002.
9. Теория электрической связи: Учебник для вузов / Под ред. Д.Д. Кловского.
– М.: Радио и связь, 1998.
10. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов.
– М.: Мир, 1973.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Основы проектирования антенных устройств СВЧ / Под ред. А.В.Рунова. –
М.: ВИЗРУ, 1970.
2. Крылов А.И. Амплитудно-фазовая конверсия.– М.: Радио и связь, 1980.
3. Шахгильдян В.В., Ляховкин А.А. ФАПЧ. – М.: Связь, 1966.
4.
Анализ и параметрический синтез импульсных систем с фазовым
управлением / А.П. Кузнецов, М.П. Батура, Л.Ю. Шилин. – Мн.: Навука и
тэхнiка, 1993.
5.
Проектирование радиопередающих устройств / Под ред. В.В.
Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 1984.
6. Антенны и устройства СВЧ: Учеб. пособие для вузов / Под ред.
Д.И.Воскресенского. – М.: Радио и связь, 1981.
50
7. Петько В.И. и др. Цифровая фильтрация и обработка сигналов: Учеб.
пособие. – Мн.: «Университетское», 1995.
8. Ахмед Н., Рао К.Р. Ортогональные преобразования при обработке
цифровых сигналов. –М.: Связь 1980.
9. Лосев В.В. Микропроцессорные устройства обработки информации.
Алгоритмы цифровой обработки: Учеб. пособие для вузов. – Мн.: Выш. шк.,
1990.
10. Макклелан Д.Х., Рейдер Ч.М. Применение теории чисел в цифровой
обработке сигналов. – М.: Радио и связь, 1983.
11. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения
спектра: Пер. с англ. /Под ред. В.И. Журавлева. – М.: Радио и связь, 2000.
12. Прокис Дж. Цифровая связь: Пер. с англ. /Под ред. Д.Д. Кловского. – М.:
Радио и связь, 2000.
51
52
Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-45-002/тип.
СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ И РАДИООПРЕДЕЛЕНИЯ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям
1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
53
Составитель:
Э.Б. Липкович, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники»
Рецензенты:
М.И. Зорько, начальник управления телевидения, радиосвязи и радиовещания
Министерства связи Республики Беларусь;
Кафедра радиосвязи и радиовещания Учреждения образования «Высший
государственный колледж связи» (протокол № 11 от 12.06.2002 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 17 от 10.06.2002 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
54
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа по дисциплине «Системы подвижной радиосвязи и
радиоопределения» («СПРиР») разработана для студентов высших учебных
заведений по специальностям 1-45 01 01 Многоканальные системы
телекоммуникаций и 1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и
телевидения. Она предусматривает чтение лекций и проведение лабораторных
занятий.
Цели преподавания дисциплины – изучение основных положений по
организации подвижной радиосвязи и радиоопределения, детальное изучение
систем персонального радиовызова, транкинговых, сотовых и спутниковых
систем подвижной радиосвязи и радиоопределения; изучение взаимодействия
СПРиР с сетями общего пользования, внутренних и межсистемных протоколов
обмена информацией, основ цифровой обработки сигналов, кодирования и
модуляции, применяемых в СПРиР.
В результате изучения дисциплины «СПРиР» студент должен:
знать:
основные принципы построения систем подвижной связи в зависимости от
их назначения;
математическое описание энергетических потерь на радиолинии и
показателей системы;
основные модели предсказания потерь при распространении сигналов на
радиолиниях;
принципы построения и функционирования систем персонального
радиовызова, транкинговых, сотовых и спутниковых СПРиР;
методы адресного установления радиосвязи и взаимодействия с сетями
общего пользования;
основы формирования сигналов в СПРиР;
методы и средства передачи данных и радиоопределения;
принципы построения спутниковых систем персональной связи;
уметь характеризовать физические процессы на радиолиниях, а также
процессы, происходящие при формировании, обработке и приемопередаче
сигналов в системах подвижной связи;
уметь анализировать:
основные процессы при установлении исходящих и входящих вызовов;
методы формирования и обработки речевых сигналов;
методы кодирования и декодирования сигналов в прямом и обратном
каналах связи;
способы и системы приемопередачи сигналов в СПРиР;
причины замираний сигналов и неустойчивой связи, пути защиты
информации от несанкционированного приема;
достоинства и недостатки способов доступа и методов разделения сигналов;
различия в требованиях к макро-, микро- и пикосотовым сетям;
приобрести навыки:
55
расчета основных параметров систем подвижной радиосвязи;
работы с функциональными устройствами и системами подвижной
радиосвязи;
применения теоретических знаний на практике при проектировании и
эксплуатации СПРиР.
Дисциплина «Системы подвижной радиосвязи и радиоопределения»
является одной из основных дисциплин, необходимых для подготовки
инженеров по телекоммуникациям по специальностям «Многоканальные
системы телекоммуникаций» и «Системы радиосвязи, радиовещания и
телевидения».
Программа рассчитана на объем 72 учебных часа. Примерное
распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 48 часов,
лабораторных работ – 24 часа (см. таблицу).
№
п.п.
1
1
1.1
1.2
1.3
1.5
1.5
1.6
2
2.1
2.2
3
3.1
3.2
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
56
Наименование темы
2
Раздел 1. Основы теории и техники
подвижной радиосвязи и радиоопределения
Введение в основы подвижной радиосвязи
Классификация СПРиР по назначению и
основным признакам
Основы организации подвижной радиосвязи
Распространение радиоволн в диапазонах
частот подвижной радиосвязи
Энергетические соотношения для описания
потерь на радиолиниях
Оценка качества обслуживания в СПРиР
Раздел 2. Системы персонального
радиовызова (СПРВ)
Назначение и структура СПРВ
Стандарты кодирования
Раздел 3. Транкинговые системы подвижной
радиосвязи (ТСПР)
Принципы организации радиосвязи в
транкинговых системах
Особенности построения цифровых ТСПР
Раздел 4. Сотовые системы подвижной
радиосвязи
Архитектура сотовой сети
Принципы функционирования аналоговых
сотовых систем
Структурные схемы базовой и мобильной
станций стандарта NMT –450
Классификация и характеристики цифровых
СПР
Принципы формирования сигналов и
функционирования подсистем стандарта
GSM-900 (DCS-1800)
Таблица
Лекции, Лабораторные Всего
часов занятия, часов
3
4
5
12
4
16
2
2
2
2
2
2
4
6
2
2
2
2
4
2
4
2
2
4
4
2
2
8
2
4
6
2
18
12
2
30
2
2
4
2
6
2
4
6
2
2
2
4
6
1
4.6
4.7
4.8
4.9
5
5.1
5.2
5.3
6
6.1
6.2
2
Службы передачи данных
Технология CDMA с кодовым разделением
каналов
Архитектура сети стандарта CDMA.
Организация связи в сети CDMA.
Радиоудлинители телефонных линий.
Микро- и пикосотовые радиосистемы.
Система стандарта DECT.
Раздел 5. Спутниковые системы подвижной
связи (ССПС)
Особенности построения ССПС
Спутниковые системы персональной связи
Спутниковая система радиоопределения
подвижных средств
Раздел 6. Мобильные системы связи
третьего поколения
ТКонцептуальные основы IMT-2000
Сравнительная характеристика проектов
систем третьего поколения
Всего
3
2
2
Окончание таблицы
4
5
2
2
2
2
2
2
6
4
10
2
2
2
4
6
2
2
4
4
2
2
2
2
48
24
72
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ТЕХНИКИ ПОДВИЖНОЙ
РАДИОСВЯЗИ И РАДИООПРЕДЕЛЕНИЯ
Тема 1.1. ВВЕДЕНИЕ В ОСНОВЫ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ
Литература основная и дополнительная. Концептуальные положения по
технологиям наземных и спутниковых СПРиР. Этапы развития СПРиР.
Состояние
и
перспективы
внедрения
новых
технологий.
Виды
предоставляемых услуг. Динамика развития СПРиР.
Тема 1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СПРиР ПО НАЗНАЧЕНИЮ И ОСНОВНЫМ
ПРИЗНАКАМ
Критерии распределения СПРиР по группам. Классификация сухопутных
СПР общего пользования. Краткая характеристика СПР общего пользования.
Методы многостанционного доступа.
Тема 1.3. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ
Полосы рабочих частот для СПРиР. Схемы организации мобильной
радиосвязи. Используемые виды и методы разделения сигналов.
57
Тема 1.4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В ДИАПАЗОНАХ ЧАСТОТ
ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ
Затухание сигналов на радиолиниях. Статические и динамические
отражения радиоволн. Дифракция. Многолучевость. Частотные и временные
замирания сигналов.
Тема 1.5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ПОТЕРЬ
НА РАДИОЛИНИЯХ
Напряженность поля и уровень сигналов в точке приема. Влияние
рельефа местности и высот подвеса антенн на потери энергии сигналов.
Определение зоны радиопокрытия. Модели предсказания потерь на
радиолиниях (эмпирические модели, теоретические и смешанные модели).
Критерии выбора модели предсказания потерь на радиолиниях.
Тема 1.6. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ В СПРиР
Характеристика обслуживания абонентов сети. Время обслуживания.
Параметры потоков вызовов. Адресное установление связи в СПРиР.
Синхронизация и фазирование в каналах радиосвязи.
Раздел 2. СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОВЫЗОВА (СПРВ)
Тема 2.1. НАЗНАЧЕНИЕ И СТРУКТУРА СПРВ
Основные требования к СПРВ. Принципы передачи сообщений.
Односторонние ведомственные, городские и региональные СПРВ.
Двухсторонние СПРВ.
Тема 2.2. СТАНДАРТЫ КОДИРОВАНИЯ
Международный стандарт
POCSAG и структура протокола.
Общеевропейский стандарт ERMES. Высокоскоростной стандарт FLEX.
Многоцелевой стандарт RDS. Структурные схемы построения пейджеров.
Раздел 3. ТРАНКИНГОВЫЕ СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ
(ТСПР)
Тема 3.1. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАДИОСВЯЗИ В ТРАНКИНГОВЫХ
СИСТЕМАХ
Классификация систем. Организация связи. Структура однозоновых и
многозоновых систем. Адресация и управление в аналоговых системах
стандарта SMART NET.
Тема 3.2. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ТСПР
Структура
построения
цифровых
ТСПР.
Функционирование
многозоновой цифровой ТСПР. Особенности построения и функционирования
мобильной станции. Технические характеристики.
58
Раздел 4. СОТОВЫЕ СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ
Тема 4.1. АРХИТЕКТУРА СОТОВОЙ СЕТИ
Деление зон обслуживания на соты. Модели кластеров. Эффективность
сотовой сети. Состав оборудования.
Тема 4.2. ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ СОТОВЫХ
СИСТЕМ
Виды аналоговых СПР и их характеристики. Состав оборудования
стандарта NMT-450 (NMT-900). Принцип организации связи в системах NMT450. Установление входящих и исходящих вызовов. Нумерация и
маршрутизация.
Тема 4.3. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ БАЗОВОЙ И МОБИЛЬНОЙ СТАНЦИЙ
СТАНДАРТА NMT–450
Структурная схема и принцип работы базовой станции. Эстафетная
передача при организации связи. Структурная схема и принцип работы
абонентского радиотелефона.
Тема 4.4. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВЫХ СПР
Виды цифровых СПР и их характеристики. Состав оборудования и схемы
построения систем GSM-900 (DCS-1800) и D-AMPS.
Тема 4.5. ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
ПОДСИСТЕМ СТАНДАРТА GSM-900 (DCS-1800)
Формирование сигналов в системе.
модуляции сообщений. Компрессирование
передаваемой информации. Роуминг.
Структура кадров. Методы
речевых сигналов. Защита
Тема 4.6. СЛУЖБЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Технологии передачи данных. Архитектура пакетной передачи данных
GPRS. Канальная структура и кодирование. Пропускная способность
радиоинтерфейса GPRS. Система радиодоступа EDGE.
Тема 4.7. ТЕХНОЛОГИЯ CDMA С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ
Общая характеристика системы. Принципы формирования сигналов с
расширенным спектром. Основы функционирования системы стандарта MA.
Управление мощностью передатчика.
Тема 4.8. АРХИТЕКТУРА СЕТИ СТАНДАРТА CDMA. ОРГАНИЗАЦИЯ СВЯЗИ
В СЕТИ CDMA
Схема построения, состав оборудования. Кодирование речи. Организация
эстафетной передачи. Процедура обработки и кодирования сигналов в прямом
и обратном каналах. Установление входящего и исходящего вызовов.
Основные модификации стандарта. Технология CDMA-450.
59
Тема 4.9. РАДИОУДЛИНИТЕЛИ ТЕЛЕФОННЫХ ЛИНИЙ. МИКРОИ ПИКОСОТОВЫЕ РАДИОСИСТЕМЫ. СИСТЕМА СТАНДАРТА DECT
Бесшнуровые телефоны. Архитектура
радиосистем. Система стандарта DЕCТ.
микро-
и
пикосотовых
Раздел 5. СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ
ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ (ССПС)
Тема 5.1. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ССПС
Классификация систем. Типы используемых орбит. Космический и
наземный сегменты. Структура спутниковой сети подвижной связи. Услуги,
предоставляемые ССПС.
Тема 5.2. СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОЙ СВЯЗИ
Структура спутниковой сети. Пользовательский сегмент. Глобальные и
региональные системы и их характеристики. Концепция спутниковой связи в
IMT-2000.
Тема 5.3. СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА РАДИООПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ
СРЕДСТВ
Характеристики, структура и принцип функционирования систем
радиоопределения. Системы позиционирования GPS и ГЛОНАСС.
Региональные системы радиоопределения. Дифференциальный режим
позиционирования. Навигационная аппаратура мобильного терминала и
диспетчерского пункта.
Раздел 6. МОБИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ
ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ
Тема 6.1. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ IMT-2000
Динамика внедрения услуг подвижной связи. Микросотовая и
пикосотовая структура сетей. Принципы распределения спектра частот.
Радиоинтерфейсы сети. Сетевая архитектура.
Тема 6.2. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТОВ СИСТЕМ ТРЕТЬЕГО
ПОКОЛЕНИЯ
Технология радиодоступа UMTS. Характеристики FMA1 и FMA2.
Сравнение систем IMT-2000 на базе CDMA. Архитектура семейства
стандартов.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Измерение и контроль параметров в системе радиосвязи.
2. Исследование влияния параметров устройств на системные показатели
радиосредств.
60
3. Исследование характеристик радиосистемы с временным разделением
каналов.
4. Исследование характеристик модуляторов-демодуляторов радиосистемы.
5. Исследование и контроль параметров базовой станции.
6. Исследование характеристик наземного терминала спутниковой системы.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ,
НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
1. Демонстрационные макеты и промышленные образцы устройств систем
подвижной радиосвязи.
2. Демонстрационные плакаты, отражающие состояние и тенденции развития
средств подвижной радиосвязи и радиоопределения.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Андрианов В.И., Соколов А.В. Средства мобильной связи. – СПб.: BHV–
Санкт-Петербург, 1998.
2. Мухин А.М., Чайников Л.С. Энциклопедия мобильной связи: В 2 т. Т. 1.
Системы связи подвижной службы общего пользования. – СПб.: Наука и
техника, 2001.
3. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. – М.: ЭкоТрендз, 1998.
4. Ламекин В.Ф. Сотовая связь. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1997.
5. Невдяев Л.М. Мобильная связь 3-го поколения / Под ред. Ю.М.
Горностаева. –М.: МЦНТИ, 2000.
6. Соловьев А.А., Смирнов С.И. Техническая энциклопедия пейджинговой
связи. –М.: Эко-Трендз, 1997.
7. Овчинников А.М., Воробьев С.В., Сергеев С.И. Открытые стандарты
цифровой транкинговой радиосвязи. – М.: МЦНТИ, 2000.
8. Корташевский В.Г. Сети подвижной связи. – М.: Эко-Трендз, 2001.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения
спектра: Пер.с англ. / Под ред. В.И. Журавлева. – М.: Радио и связь, 2000.
2. Пышкин И.М. и др. Системы подвижной радиосвязи. – М.: Радио и связь,
1986.
3. Ли, Уильям К. Техника подвижных систем связи. – М.: Радио и связь, 1985.
4. Бузов А.Л., Козловский Л.С., Романов Б.А., Сподобаев Ю.М. Антеннофидерные устройства систем сухопутной подвижной радиосвязи. – М.: Радио и
связь, 1997.
5. Туляков Ю.М. Многоадресные системы и сети персонального
радиовызова. Пейджинг – от теории до практики. – М.: Радио и связь, 1997.
61
6. Горностаев Ю.М., Невдяев Л.М. Новые стандарты широкополосной
радиосвязи на базе технологий WCDMA. – М.: МЦНТИ, 1999.
7. Невдяев Л.М., Смирнов А.А. Персональная подвижная спутниковая связь.
– М.: Эко-Трендз, 1997.
8. ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. ТО.
9. ГОСТ 30170-95. Системы радиосвязи с использованием шумоподобных
сигналов. Общие требования.
62
Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-45-003/тип.
УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям
1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
63
Составитель:
О.А. Хацкевич, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат технических наук
Рецензенты:
С.И. Каракулько, начальник информационно-аналитического отдела
Проектного и научно-исследовательского республиканского унитарного
предприятия «Гипросвязь»;
Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший
государственный колледж связи» (протокол № 5 от 07.03.2002 г.)
Рекомендовано к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 17 от 10.06.2002 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
64
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая
программа
дисциплины
«Управляющие
системы
в
телекоммуникациях» разработана для студентов высших учебных заведений по
специальностям 1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций и
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения. Целью изучения
дисциплины являются современные управляющие системы отрасли связи.
Особое место уделяется изучению математического и программного
обеспечения управляющих систем. Изложение материала строится с учетом
знания студентами математического анализа, линейной алгебры, современных
алгоритмических языков, принципов построения сетей и систем связи.
В результате освоения курса дисциплины «Управляющие системы в
телекоммуникациях» студент должен:
знать:
- назначение управляющих систем в связи;
- функциональную часть систем управления;
- структуру магистральных, региональных и местных систем управления;
- информационное,
математическое
и
программное
обеспечение
управляющих систем;
уметь характеризовать:
- особенности программных и технических средств управляющих систем;
- возможности использования современных вычислительных средств и
микропроцессорной техники в системах управления телекоммуникаций;
уметь анализировать:
- тенденции развития программных и аппаратных средств систем управления;
- способы функционирования элементов и систем управления вцелом;
приобрести навыки:
- построения сетей передачи данных между вычислительными центрами и
предприятиями отрасли;
- расчета экономической эффективности управляющих сетей;
- работы с прикладными математическими программами .
Программа рассчитана на объем 64 учебных часов. Примерное
распределение учебных часов по видам занятий: лекции – 32 часа,
лабораторных работ – 32 часа (см. таблицу).
Таблица
№
п.п.
1
1
1.1
1.2
Наименование темы
2
Введение. Цель и задачи курса.
Раздел 1. Общая характеристика
управляющих
систем
в
телекоммуникациях
Сущность и функции управления в
отрасли связи
Управляющие системы отрасли связи
Лекции,
часов
3
1
Лабораторные
занятия, часов
5
-
Всего
6
1
2
2
2
2
65
1
1.3
2
2.1
2.2
2.3
3
3.1
3.2
3.3
3.4
4
4.1
4.2
2
Функциональная
часть
системы
управления
Раздел 2. Управляющие системы
магистральных сетей связи
Управляющие
системы
магистральных сетей связи
Управляющие системы местных сетей
связи
Управление
технологическими
процессами МТС и МЦК
Раздел
3.
Информационное
и
программное
обеспечение
управляющих систем
Информационное обеспечение УС
Математическое обеспечение УС
Программное обеспечение УС
Сети
вычислительных
центров
отрасли связи
Раздел
4.
Экономическая
эффективность управляющих систем
телекоммуникаций
Организация работ по внедрению
управляющих систем
Экономическая эффективность УС
3
2
5
Окончание таблицы
6
2
2
2
2
2
2
2
2
4
6
2
8
16
2
12
22
2
2
4
6
3
32
4
32
7
64
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ
Тема 1.1. СУЩНОСТЬ И ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯ В ОТРАСЛИ СВЯЗИ
Связь как отрасль материального производства. Процесс управления в
отрасли: прогнозирование, планирование, организация работ, регулирование,
контроль. Основные принципы управления.
Тема 1.2. УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ ОТРАСЛИ СВЯЗИ
Определение управляющей системы. Классификация систем управления.
Состав и структура управляющей системы. Принципы системного подхода.
Методы описания.
Тема 1.3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЧАСТЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Факторы, определяющие состав управляющей системы. Подсистемы
проектирования. Подсистемы планирования. Технологические подсистемы
управления сетями.
66
Раздел 2. УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ
СЕТЕЙ СВЯЗИ
Тема 2.1. УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ
Структура магистральных сетей Республики Беларусь. Принципы
управления на магистральной сети. Управляющие системы на сетях SDH.
Управление на зоновых сетях связи. Оборудование управляющих систем
магистральных сетей связи.
Тема 2.2. УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ МЕСТНЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ
Управление технологическими процессами на городских телефонных
сетях. Комплекс задач автоматизированного бюро ремонта, аппаратуры
поминутного учета соединений, централизованный контроль таксофонов,
комплекс задач выявления неисправного оборудования на местной сети,
измерение нагрузки и потерь в пучках. Автоматизация управления на сетях
сельской связи.
Тема 2.3. УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ МТС И МЦК
Назначение систем управления междугородной связи. Управление
расчетами с абонентами за услуги междугородной связи; автоматизирование
систем поиска неисправностей и предотказных состояний технологического
оборудования МТС и МЦК.
Раздел 3. ИНФОРМАЦИОННОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
Тема 3.1. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УС
Информационная база отрасли связи. Методы описания данных.
Проектирование банков данных: внешнего уровня, семантического уровня,
логического уровня, физического уровня. Системы управления базами данных.
Тема 3.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УС
Общая характеристика математического обеспечения. Методы
нелинейного, линейного и динамического программирования в управляющих
системах. Применение теории информации в управляющих системах.
Использование методов теории массового обслуживания.
Тема 3.3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УС
Общее и специальное программное обеспечение. Операционные системы.
Системы программирования. Пакеты прикладных программ: максимизация
потока на сети связи, нахождение кратчайшего маршрута, оптимальное
резервирование каналов связи, оптимизация потоков. Методы реализации
вычислительных алгоритмов.
67
Тема 3.4. СЕТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЦЕНТРОВ ОТРАСЛИ СВЯЗИ
Архитектура и принципы построения сетей передачи данных отрасли.
Локальные сети предприятий отрасли. Элементная база сетей.
Раздел 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ УПРАВЛЯЮЩИХ
СИСТЕМ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Тема 4.1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ВНЕДРЕНИЮ УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
Управление работами по созданию управляющих систем отрасли.
Разработка проектов. Ввод УС в эксплуатацию. Автоматизация
проектирования.
Тема 4.2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ УС
Общие положения по оценке экономической эффективности. Основные
показатели управляющих систем. Расчет экономической эффективности.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Оптимальное резервирование на сетях связи – 4 ч.
Оптимизация каналов в пучке – 4 ч.
Нахождение кратчайшего расстояния на сети связи – 4 ч.
АСУ ГТС – 4 ч.
Определение мест расположения сетевых узлов абонентского кабеля –4 ч.
Управление сетью радиосвязи коллективного пользования – 4 ч.
Радиопередающая сеть звукового вещания – 4 ч.
Оптимизация технического обслуживания ЛАЦ МТС – 4 ч.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ
1.
2.
3.
4.
Операционные системы UNIX, Windows NT.
Программа, реализующая симплекс-метод.
Программа, реализующая методы нелинейного программирования.
Программа, реализующая метод динамического программирования.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Робачевский А.М. Операционная система UNIX. –СПб.: BHV – СанктПетербург, 1997.
2. Мак Мален UNIX М. Компьютер, 1996 .
3. Красносельский Н.И., Воронов Ю.А., Аппак М.А., Автоматизирование
систем управления в связи. – М.: Радио и связь, 1988.
4. Слепов Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH. – М.: Эко Трендз, 1998.
5. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. – М.: Эко Трендз, 1998.
68
6. Хацкевич О.А. Автоматизирование систем управления в связи: Метод.
пособие для студентов специальности «Телекоммуникационные системы». –
Мн.: БГУИР, 1998.
7. Хацкевич О.А. Организация подвижной связи в Республике Беларусь:
Учеб.–метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию по курсу
«Организация, планирование и управление предприятиями связи» для
студентов специальности «Телекоммуникационные системы». – Мн.: БГУИР,
1998.
8. Ефремов А.М., Кравчук Н.И., Хацкевич О.А. Организация магистральной
связи в Республике Беларусь: Метод. пособие для студентов специальности
«Телекоммуникационные системы». – Мн.: БГУИР, 2000.
9. Хацкевич О.А. Организация подвижной связи в Республике Беларусь:
Метод. пособие для студентов специальности «Телекоммуникационные
системы». – Мн.: БГУИР, 1998.
10. Ефремов А.М., Кравчук Н.И., Хацкевич О.А. Основы организации
глобальных сетей связи: Метод. пособие для студентов специальности
«Телекоммуникационные системы». – Мн.: БГУИР, 1999.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Таха Х. Введение в исследование операций: В 2 т. –М.: Радио и связь, 2001.
2. Банди Б. Основы оптимизационных методов. – М.: Радио и связь, 1991.
3. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. – М.: Высш. шк., 1985.
4. Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В. Динамическое управление потоками
информации в сетях связи. – М.: Радио и связь, 1983.
5. Якубайтис Э.А. Информационно-вычислительные сети. – М.: Финансы и
статистика, 1984.
69
70
Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-45-005/тип.
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям
1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
71
Составитель:
В.А. Ильинков, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», старший научный сотрудник, доцент, кандидат
технических наук
Рецензенты:
Л.А. Золоторевич, заведующий НИЛ математического моделирования в
электронике Учреждения образования «Белорусский государственный
университет», член корреспондент Международной академии информатизации,
доцент, кандидат технических наук;
Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший
государственный колледж связи» (протокол № 5 от 07.03.2002 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 17 от 10.06.2002 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
72
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая
программа
дисциплины
«Моделирование
систем
телекоммуникаций»
разработана
для
специальностей-1-45
01
01
Многоканальные системы телекоммуникаций и 1-45 10 02 Системы радиосвязи,
радиовещания и телевидения высших учебных заведений. Она предусматривает
чтение лекций и проведение практических занятий.
Цель преподавания дисциплины - изучение методов построения
математических моделей систем и устройств телекоммуникаций (ТК),
используемых при этом методов описания сигналов, помех, функциональных
звеньев и методов моделирования.
Задачи изучения дисциплины - в результате изучения дисциплины
студент должен:
уметь характеризовать:
- методы анализа и синтеза информационных систем и этапы построения их
математических моделей;
уметь анализировать:
- неформальное и формальное описание систем и устройств ТК;
знать:
- принципы математического моделирования систем и устройств ТК, методы
построения математических моделей, включая методы описания сигналов,
помех, функциональных звеньев и методы моделирования;
приобрести навыки
- практического использования математического моделирования при
проектировании и разработке аппаратуры ТК различного назначения.
Курс «Моделирование систем телекоммуникаций» занимает важное
место в системе подготовки инженеров по специальностям 1-45 01 01
Многоканальные системы телекоммуникаций и 1-45 01 02 Системы радиосвязи,
радиовещания и телевидения, поскольку математическое моделирование неотъемлемая часть анализа и синтеза информационных систем.
Программа рассчитана на объем 80 учебных часов. Примерное
распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 56 часов;
практических занятий – 24 часа.
Таблица
№
пп
1
1
Наименование темы
2
Раздел 1. Общие принципы математического
моделирования систем ТК
1.1 Задачи
и
методы
исследования
информационных систем
Лекции,
часов
3
12
Практические
занятия,
часов
4
-
6
-
В
всего
5
12
6
73
Окончание таблицы
1
3
6
4
-
5
6
14
10
24
10
6
16
2
2
4
2
2
4
14
4
18
10
4
14
и
4
-
4
Раздел
4
4.
Методы
математического
4
моделирования искажений сигналов
Методы
4
математического моделирования
4.1 линейных искажений сигналов
Математическое
4
моделирование линейных
4.2 искажений сигналов в ТВ системах
16
10
26
6
6
12
4
2
6
Универсальный
4
метод расчета линейных
4.3 искажений
Математическое
4
моделирование искажений
4.4 сигналов в нелинейных системах
2
-
2
4
2
6
1.2
2
2.1
2.2
2.3
3
2
Методология
1
построения математических
моделей систем ТК
Раздел
2
2. Методы математического описания
сигналов и помех
Математическое
2
описание континуальных
детерминированных сигналов
Математическое
2
описание
дискретных
детерминированных сигналов
Математическое
2
описание
случайных
сигналов и помех
Раздел
3
3. Методы математического описания
функциональных звеньев систем ТК
Математическое
3
описание линейных звеньев
3.1
Математическое
3
описание нелинейных
3.2 линейных параметрических звеньев
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ТК
Тема 1.1. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМ
Введение: моделирование как метод научного
познания. Понятие
системы. Общее описание и свойства реальных систем. Информационные
системы. Показатели качества систем ТК. Точность. Функция потерь.
Классификация методов анализа и синтеза информационных систем. Методы
анализа: экспериментальный, аналитический, формульный, математическое
моделирование. Методы синтеза: оптимизация параметров, математический
синтез, эвристический, эмпирически-интуитивный.
74
Тема 1.2. МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ
МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ ТК
Сущность процедуры математического моделирования. Особенности
систем ТК как объектов моделирования. Задачи оптимизации процесса
моделирования систем ТК на ЭВМ. Неформальное и формальное описание
систем ТК. Специализация, иерархичность и автоматизация – главные
принципы системного подхода к проектированию сложных систем ТК.
Декомпозиция систем ТК и ее возможные варианты. Основные принципы
перехода от формального описания к математической модели. Классификация
методов построения математических моделей систем ТК. Процедура
преобразования системы связи с амплитудной модуляцией.
Раздел 2. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ СИГНАЛОВ
И ПОМЕХ
Тема 2.1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ КОНТИНУАЛЬНЫХ
ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ
Виды сигналов и помех в системах ТК, их классификация. Представление
(не)периодического сигнала ортогональной системой функций. Обобщенный
ряд Фурье по системе ортогональных комплексных функций. Выбор
подходящей ортогональной системы. Описание сигналов рядом Фурье в
комплексной и тригонометрической формах. Представление финитных и
бесконечно протяженных сигналов рядом Котельникова. Использование в
качестве ортогональных систем функций полиномов Лежандра, Чебышева,
Лагерра, Эрмита. Функции Радемахера и Уолша, их свойства, применение для
описания сигналов. Гармонический
анализ непериодических сигналов.
Обобщенные функции, их применение для описания и анализа свойств
детерминированных сигналов. Представление сигналов на комплексной
плоскости: преобразование Лапласа, его свойства. Разложение в ряд Фурье с
помощью преобразования Лапласа.
Тема 2.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИСКРЕТНЫХ
ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ
Дискретный сигнал. Описание дискретного сигнала с помощью дельтафункции, преобразований Фурье и Лапласа. Дискретное преобразование Фурье.
Z-преобразовние дискретных сигналов. Быстрое преобразование Фурье.
Преимущества и недостатки различных методов описания дискретных сигналов
применительно к задачам моделирования систем ТК.
Тема 2.3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ
СИГНАЛОВ И ПОМЕХ
Описание сигналов и помех моментными и корреляционными
функциями. Взаимосвяь энергетических спектров и корреляционных функций
случайного процесса. Особенности представления узкополосных случайных
сигналов и помех. Классификация методов описания сигналов и помех.
75
Раздел 3. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМ ТК
Тема 3.1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ
ЗВЕНЬЕВ
Классификация звеньев: линейные с постоянными и переменными
параметрами; нелинейные. Описание линейных звеньев во временной области.
Описание линейных звеньев в частотной области. Описание линейных звеньев
на комплексной плоскости: операторная передаточная функция, свойства
операторных передаточных функций минимально- и неминимально-фазовых
звеньев. Взаимосвязь временных и частотных характеристик звеньев систем
ТК. Задача аппроксимации частотных характеристик звеньев. Методы
аппроксимации. Фильтры нижних частот с характеристиками Баттерворта,
Чебышева, Золотарева-Кауэра. Преобразование передаточной функции ФНЧпрототипа в передаточную функцию фильтра верхних частот, полосового и
заграждающего фильтров. Сравнительный анализ известных методов описания
АЧХ и ФЧХ линейных звеньев.
Тема 3.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ И ЛИНЕЙНЫХ
ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ
Виды
нелинейных
звеньев:
инерционные,
безынерционные.
Аппроксимация характеристик нелинейных звеньев: степенная, кусочнолинейная. Описание параметрических звеньев. Комплексная передаточная
функция параметрического звена.
Раздел 4. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ИСКАЖЕНИЙ СИГНАЛОВ
Тема 4.1. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНЫХ
ИСКАЖЕНИЙ СИГНАЛОВ
Метод численного решения дифференциальных уравнений. Метод
моделирования по формуле Дюамеля. Метод разностных рекуррентных
соотношений. Спектральный метод. Видоизменение спектрального метода в
форме метода огибающей. Метод моделирования на основе операционного
исчисления. Анализ линейных систем методом графов и методом пространства
состояний.
Тема 4.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ
СИГНАЛОВ В ТВ СИСТЕМАХ
Математические модели прохождения измерительных сигналов в виде
sin - и П-импульсов. Моделирование их линейных искажений, определение
допусков на неравномерность (нелинейность) частотных характеристик.
2
Тема 4.3. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЛИНЕЙНЫХ
ИСКАЖЕНИЙ
Методы представления в замкнутом виде реакции линейной системы на
76
периодическое воздействие. Реакция линейной системы на произвольное
периодическое воздействие в замкнутом виде. Универсальный метод расчета
линейных искажений.
Тема 4.4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСКАЖЕНИЙ
СИГНАЛОВ В НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМАХ
Метод гармонического анализа. Метод решения дифференциальных
уравнений. Метод фазовой плоскости. Метод функциональных рядов
Вольтерра-Винера.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Представление периодического сигнала ортогональной системой функций.
2. Спектральное описание непериодических сигналов в задачах
моделировния систем ТК.
3. Описание детерминированных сигналов на комплексной плоскости.
Преобразование Лапласа.
4. Математическое описание дискретных детерминированных сигналов.
5. Математическое описание случайных сигналов и помех.
6. Денормирование передаточных функций. Преобразование передаточной
функции ФНЧ-прототипа в передаточную функцию ФВЧ.
7. Преобразование передаточной функции ФНЧ-прототипа в передаточную
функцию ФВЧ, ПФ и ЗФ.
8. Метод моделирования по формуле Дюамеля. Спектральный метод.
9. Метод моделирования на основе операционного исчисления.
10. Многофункциональная программа моделирования линейных искажений
сигналов в системах ТК.
11. Моделирование линейных искажений сигналов в ТВ системах.
12. Моделирование искажений сигналов в нелинейных системах.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ
И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1. Электронные автономные модули генерирования-имитации сигналов
(реакций).
2. Персональные ЭВМ.
3. Пакет
прикладных
программ
математического
моделирования
телекоммуникационных систем и устройств на функциональном уровне.
4. Контрольные задания для самостоятельной работы студентов по курсу
“Моделирование систем телекоммуникаций”.
5. Плакаты по разделам курса.
77
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ
1. Программа нормирования/денормирования моделей звеньев ТК.
2. Программа перемножения моделей звеньев ТК.
3. Программа преобразования модели ФНЧ-прототипа в модель ФВЧ.
4. Программа преобразования модели ФНЧ-прототипа в модель ПФ.
5. Программа преобразования модели ФНЧ-прототипа в модель ЗФ.
6. Программа формирования лапласовских изображений сигналов.
7. Программа расчета частотных характеристик звеньев ТК.
8. Программа расчета амплитудных и фазовых спектров, абсолютной
(относительной) энергии (мощности) на входе и выходе звена.
9. Программа моделирования шумовых характеристик базовых приемных
устройств систем ТК с амплитудной модуляцией.
10. Программа моделирования сквозных частотных характеристик и
нелинейных свойств системы с амплитудной модуляцией.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Борисов Ю.П., Цветнов В.В. Математическое моделирование
радиотехнических систем и устройств. - М.: Радио и связь, 1985.
2. Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем: Учеб.
для вузов. - Мн.: Дизайн ПРО, 1997.
3. Машинные методы расчета и проектирования систем электросвязи и
управления: Учеб. пособ. для вузов/ А.Н.Дмитриев, Н.Д.Егупов,
А.М.Шестопалов, .Г.Моисеев. - М.: Радио и связь, 1990.
4. Прикладные матемиатические методы анализа в радиотехнике: Учеб.
пособие для вузов/ Под ред. Г.В. Обрезкова. - М.: Высшая школа, 1985.
5. Тихонов В.И.,
Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез
радиотехнических устройств и систем: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и
связь, 1991.
6. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. для вузов. 4-е
изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1986.
7. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Методы теории функций комплексного
переменного: Учеб. пособие для ун-тов. 5-е изд., испр. - М.: Наука, 1987.
8. Лебедев А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях. - М.:
Радио и связь, 1989.
9. Методы автоматизированного расчета электронных схем в технике связи:
Учеб. для вузов/ Б.А.Калабеков, В.Ю.Лапидус, В.М.Малафеев. - М.: Радио и
связь, 1990.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Полляк Ю.Г., Филимонов В.А. Статистическое машинное моделирование
средств связи. - М.: Радио и связь, 1988.
78
2. Купер Дж., Макгиллем К. Вероятностные методы анализа сигналов и
систем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989.
3. Системы: декомпозиция, оптимизация и управление/ Сост. М.Сингх,
А.Титли; Пер. с англ. А.В.Запорожца. - М.: Машиностроение, 1986.
4. Косачев И.М., Ерошенков М.Г. Аналитическое
моделирование
стохастических систем. - Мн.: Наука и техника, 1993. - 254 с.
5. Кузнецов В.И. Системное проектирование радиосвязи: Методы и
обеспечение. Ч. 1. Системотехника/ Воронеж. НИИ связи. - Воронеж, 1994.
6. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей: Учеб. для вузов. М.: Радио и связь, 1986.
7. Теория передачи сигналов: Учеб. для вузов/ А.Г.Зюко, Д.Д.Кловский,
М.В.Назаров, Л.М.Финк. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1986.
8. Шипилло В.П. Операторно-рекуррентный анализ электрических цепей и
систем. - М.: Энергоатомиздат, 1991.
9. Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и PSPICE для
схемотехнического моделирования на ПЭВМ/ Под общ. ред. Г.М. Веденеева. М.: Радио и связь, 1992.
10. Финаев В.И. Сборник задач по курсу “Моделирование систем”: Учеб.
пособие - Таганрог: ТРТИ, 1991.
11. Ильинков В.А. Математическое моделирование линейных искажений в
телевизионных системах: Метод. пособие - Мн.: МРТИ, 1992.
12. Зааль Р. Справочник по расчету фильтров: Пер. с нем./ Под ред
Н.Н.Слепова. - М.: Радио и связь, 1983.
79
80
Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-45-009/тип.
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ И СЕТЕЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям
1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения,
1-45 01 03 Сети телекоммуникаций
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
81
Составитель:
Я.В. Алишев, профессор кафедры систем телекоммуникаций Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», доктор технических наук
Рецензенты:
Л.Л. Клюев, заведующий кафедрой последипломного образования Учреждения
образования «Высший государственный колледж связи», профессор;
Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший
государственный колледж связи» (протокол № 5 от 07.03.2002 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 17 от 10.06.2002 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
82
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа по дисциплине «Основы построения систем и сетей
телекоммуникаций» разработана для студентов высших учебных заведений по
специальностям 1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций и
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения, 1-45 01 03 Сети
телекоммуникаций.
Целью преподавания дисциплины является изучение
методов и
принципов построения телекоммуникационных систем и сетей, их основных
характеристик и способов реализации основных компонентов интегральных
сетей на основе перспективных широкополосных цифровых систем передачи.
Задачи изучения дисциплины – дать студентам знания об общих
принципах построения телекоммуникационных систем и сетей связи, научить
их применять полученные знания на практике при разработке систем и сетей
телекоммуникаций различного назначения, а также при участии в создании
интегральных цифровых информационных сетей.
Дисциплина «Основы построения систем и сетей телекоммуникаций»
базируется на общеобразовательных и общетехнических предметах и занимает
важное место в системе подготовки инженеров по специальности, поскольку в
настоящее время самым большим и динамично развивающимся сектором
мировой экономики является рынок телекоммуникаций.
В результате освоения дисциплины «Основы построения систем и сетей
телекоммуникаций» студент должен:
знать принципы построения систем и сетей телекоммуникаций и их основные
характеристики;
уметь характеризовать способы реализации основных компонентов систем и
сетей с интеграцией служб;
уметь анализировать состояние и перспективы развития систем и сетей
телекоммуникаций;
приобрести навыки в выборе
основных параметров систем и сетей
телекоммуникаций.
Программа рассчитана на объем 68 учебных часов. Примерное
распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 51 час, лабораторных
работ – 17 часов (см. таблицу).
Таблица
№
Наименование темы
Лекции , Практиче Лабораторн Всего
п.п
часов
ские
ые занятия,
.
занятия,
часов
часов
1
2
3
4
5
6
1. Раздел
1.
Системы
26
12
38
телекоммуникаций
1.1 Принципы построения систем передачи с
2
2
частотным разделением каналов (ЧРК)
83
1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2
Системы передачи с ЧРК по проводным
радиорелейным и спутниковым линиям
связи
Принципы построения систем передачи
с ВРК
Цикл группового сигнала
Цифровые системы передачи (ЦСП)
Цифровой линейный тракт
Основные характеристики
оптических систем передачи
Цифровые
системы
передачи
с
использованием
одномодовых
световодов
Принципы
построения
цифровых
оптических систем передачи
Раздел 2. Сети телекоммуникаций
Классификация
сетей
телекоммуникаций
Управление на сетях телекоммуникаций
Цифровые сети телекоммуникаций
Интегральные сети
Основы
построения
интегральных
цифровых сетей
Локальные информационные сети
Абонентские
интегральные
сети.
Заключение
3
2
4
2
2
4
4
2
4
Окончание таблицы
5
6
2
4
4
4
4
25
2
3
4
4
4
6
2
8
4
2
8
4
5
5
4
4
30
2
3
9
4
4
4
4
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. СИСТЕМЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Тема 1.1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ С ЧАСТОТНЫМ
РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ (ЧРК)
Индивидуальные групповые методы построения систем передачи с ЧРК.
Формирование стандартных групп систем передачи с ЧРК.
Тема 1.2. СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ С ЧРК ПО ПРОВОДНЫМ, РАДИОРЕЛЕЙНЫМ
И СПУТНИКОВЫМ ЛИНИЯМ СВЯЗИ
Основные характеристики систем передачи с ЧРК по коаксиальным и
симметричным кабелям, радиорелейным и спутниковым линиям связи.
Оборудование
сопряжения
и
линейного
тракта.
Однополосная
четырехпроводная, двухполосная двухпроводная системы передачи с ЧРК.
Тема 1.3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ С ВРЕМЕННЫМ
РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ (ВРК)
Дискретизация по времени. Квантование по уровню, шумы квантования.
Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). Ограничения в системах передачи с
84
ИКМ. Объединение и разделение канальных сигналов по временному признаку,
переходные влияния между каналами.
Тема 1.4. ЦИКЛ ГРУППОВОГО СИГНАЛА
Требования к генераторному оборудованию. Источники синхронизации
(местные, централизованные). Кварцевые и цезиевые генераторы.
Тема 1.5. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ (ЦСП)
Основные характеристики их, термины и определения параметров
качества ЦСП. Цифровое выравнивание. Стандартизация ЦСП и способы
объединения цифровых потоков.
Тема 1.6. ЦИФРОВОЙ ЛИНЕЙНЫЙ ТРАКТ
Структура цифрового линейного тракта. Коды цифровых сигналов в
линии передачи. Регенераторы. Требования к вероятности ошибки в линейном
тракте.
Тема 1.7. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ПЕРЕДАЧИ
Оптические методы разделения каналов (временное, пространственное,
поляризационное, спектральное).
Тема 1.8. АТМОСФЕРНЫЕ И КОСМИЧЕСКИЕ ЦИФРОВЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ
Затухание и рассеяние оптического излучения в атмосфере.
Супергетеродинные и фотодетекторные системы космической оптической
связи.
Тема 1.9. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
Требования к основным компонентам оптических систем передачи
(оптическим передающим и приемным устройствам, устройствам
формирования диаграммы направленности, устройствам слежения за лучом
корреспондента, модуляторам, волоконно-оптическим кабелям, регенераторам).
Раздел 2. СЕТИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Тема 2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СЕТЕЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Транспортные магистральные сети и сети доступа. Сети с коммутацией
каналов (КК), коммутацией сообщений (КС), коммутацией пакетов (КП).
Тема 2.2. УПРАВЛЕНИЕ НА СЕТЯХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Общие проблемы управления. Управление работой технических средств.
Управление качеством передачи. Управление доставкой сообщений. Основные
понятия о семиуровневой модели управления в сетях телекоммуникаций.
85
Тема 2.3. ЦИФРОВЫЕ СЕТИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Цифровая телефония. Сети передачи данных. Протоколы в цифровых
сетях телекоммуникаций. Форматы пакетов в различных сетях.
Тема 2.4. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СЕТИ
Интегральные цифровые широкополосные сети телекоммуникаций.
Особенности речи и компьютерных данных, определяющие требования к
системе доставки информации. Цифровые сети интегрального обслуживания:
основные характеристики, стандарты, архитектура, реализация сетей. Каналы
связи с интеграцией служб. Терминалы, интерфейсы.
Тема 2.5. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ
Широкополосные интегральные сети телекоммуникаций с асинхронным
режимом передачи. Архитектура и характеристики систем и сетей
телекоммуникаций на базе быстрой коммутации пакетов.
Тема 2.6. ЛОКАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ
Основные требования к локальным информационным сетям, их общие
принципы построения. Основные характеристики и принципы построения
оптических, локальных информационных сетей с использованием цифровых
систем передачи.
Тема 2.7. АБОНЕНТСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СЕТИ
Использование ЦСП в абонентских интегральных сетях связи. Основные
принципы
построения
абонентских
интегральных
сетей
связи.
Многофункциональные терминалы в абонентских интегральных сетях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Перспективы развития телекоммуникационных систем и сетей. Новые
достижения в технике цифровых оптических систем и их возможности в
создании
широкополосных,
интеллектуальных
систем
и
сетей
телекоммуникаций.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Исследование основных характеристик аналоговых устройств радиосвязи,
радиовещания и телевидения.
2. Изучение стойки аналого-цифрового преобразования системы передачи
ИКМ-30.
3. Изучение основных характеристик цифровой волоконно-оптической
системы передач.
4. Исследование основных характеристик линии оптической связи с внешней
амплитудной модуляцией.
86
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Алишев Я.В. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей:
Учеб. пособие. Ч.1. Телекоммуникационные системы и сети связи. – Мн.:
БГУИР, 1995.
2. Алишев Я.В. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей:
Учеб. пособие. Ч.2. Волоконно-оптические интегральные и интеллектуальные
сети связи. – Мн.: БГУИР, 1996.
3. Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов /Под ред.
Н.Н. Баевой и В.Н. Гордиенко. –М.: Радио и связь, 1996.
4. Цифровые и аналоговые системы передачи / Под ред. В.И. Иванова. –М.:
Радио и связь, 1995.
5. Боккер П. ISDN – цифровая сеть с интеграцией служб. – М.: Радио и связь,
1991.
6. Аннабел З. Додз. Мир телекоммуникаций. Обзор технологий и отрасли:
Пер. с англ. – М.: ЗАО «Олимп-бизнес», 2002.
7. Гаранин М.В., Журавлев В.И., Кунегин С.В. Системы и сети передачи
информации. – М.: Радио и связь, 1992.
8. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей
связи. – М.: Радио и связь, 2000.
9. Прокис Дж. Цифровая связь: Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. – М.:
Радио и связь, 2000.
10. Гольдштейн Б.С. Сигнализация в сетях связи. Т. 1. – М.: Радио и связь,
1998.
11. Гольдштейн Б.С. Протоколы сети доступа. Т. 2. – М.: Радио и связь, 1999.
12. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения
спектра: Пер.с англ. /Под ред. В.И. Журавлева. – М.: Радио и связь, 2000.
13. Оливер Ибе. Сети и удаленный доступ. Протоколы, проблемы, решения:
Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, 2002.
14. Пилипчук Н.И., Яковлев В.П. Адаптивная импульсно-кодовая модуляция.
– М.: Радио и связь, 1986.
15. Ситняковский И.В., Прохоров О.И., Нехаев А.Л. Цифровые системы
передачи абонентских линий. – М.: Радио и связь, 1987.
16. Назаров А.Н., Разживин И.А., Симонов М.В. АТМ: Технические решения
создания сетей. –М.: Горячая линия–Телеком, 2001.
17. Кореневский С.А. Аналоговые устройства радиосвязи, радиовещания и
телевидения: Лабораторный практикум –Мн.: БГУИР, 1999. – 46с.
18. Кириллов В.И., Корсак В.Н., Чернухо О.Д. Изучение стойки аналогоцифрового
преобразования системы передачи ИКМ-30: Лабораторный
практикум. –Мн.: МРТИ, 1984.
19. Алишев Я.В., Урядов В.Н. Изучение основных характеристик цифровой
волоконно-оптической системы передачи (в печати): Лабораторный практикум.
– Мн.: БГУИР, 2002.
87
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Аппаратура ИКМ-30 / Под ред. Ю.П. Иванова, Л.С. Левина. – М.: Радио и
связь, 1983.
2. Слепов Н.Н.Синхронные цифровые сети SDН. –М.:ЭКО-ТРЭНДЗ,1997.
3. Буассо М. Введение в технологию АТМ. –М.: Радио и связь, 1997.
4. Ногл М. ТСР/IР: Иллюстрированный учебник: Пер. с англ. – М.: ДМК
Пресс, 2001.
5. Алишев Я.В., Карвига Н.М., Марьенков А.А., Урядов В.Н. Исследование
линий связи оптического диапазона: Лабораторный практикум. –Мн.: МРТИ,
1990.
6. Советов Я.Б., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального
обслуживания. – Л.: Машиностроение, 1990.
7. Лохмотко В.В., Пирогов К.И. Анализ и оптимизация цифровых сетей
интегрального обслуживания. – Мн.: Навука i тэхнiка, 1991.
8. Копничев Л.Н., Алешин В.С. Оконечные устройства документальной
электросвязи: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1996.
9. Ишкин В.Х., Строганов Н.И. Аппаратура многоканальной связи по ВЛ
СВН. – М.: Энергоатомиздат, 1986.
10. ГОСТ 19472-88. Система автоматизированной телефонной связи
общегосударственная. Термины и определения.
11. ГОСТ 22248-86. Сеть связи автоматизированная единая. Термины и
определения.
12. ГОСТ 22670-77. Сеть связи цифровая интегральная. Термины и
определения.
13. ГОСТ 22832-77. Аппаратура систем передачи с ЧРК. Термины и
определения.
14. ГОСТ 23150-78. Коммутация каналов и коммутация сообщений в
телефонной связи. Термины и определения.
15. ГОСТ 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения.
16. ГОСТ 26292-84. Сеть взаимоувязанной автоматизированной комплексной
системы связи стран-членов СЭВ для передачи всех видов информации
первичная. Термины и определения.
17. ГОСТ 26599-85. Системы передачи волоконно-оптические. Термины и
определения.
88
Утверждена
УМО вузов Республики Беларусь
по образованию в области информатики
и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-45-019/тип.
ТЕЛЕВИДЕНИЕ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям 1-39 01 01 Радиотехника,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
89
Составитель:
А.П. Ткаченко, заместитель заведующего кафедры систем телекоммуникаций
Учреждения образования «Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук
Рецензенты:
Кафедра терминальных устройств телекоммуникационных систем
Учреждения образования «Высший государственный колледж связи»
(протокол № 8 от 14.03.2003 г.);
М.А. Вилькоцкий, начальник лаборатории электромагнитных измерений УП
«Гипросвязь», доктор технических наук;
М.И. Зорько, начальник управления радиосвязи и радиовещания Министерства
связи
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный
университет
информатики
и
радиоэлектроники»
(протокол № 17 от 10.06.2003 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.);
Научно-методическим советом по группе специальностей 1-39 01 Схемы
радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по
образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от
26.05.2003 г.)
Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.108-98
Ответственный за редакцию: Е.Н. Батурчик
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
90
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа по дисциплине «Телевидение» («ТВ») разработана
для студентов высших учебных заведений по специальностям 1-45 01 02
Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения и 1-39 01 01 Радиотехника.
Она предусматривает чтение лекций, проведение лабораторных и практических
занятий, выполнение курсового проекта; по специальности 1-39 01 01 – только
лекции и лабораторные занятия.
Цель преподавания дисциплины (для 1-45 01 02) - изучение основ
светотехники и колориметрии, математического описания характеристик
оптического изображения, методов преобразования его в телевизионный (ТВ)
сигнал в процессе анализа и обратно ─ в процессе синтеза изображения;
различных способов передачи аналоговых и цифровых сигналов звукового
сопровождения и телевидения стандартной четкости (ТСЧ), повышенного
качества (ТПК) и высокой четкости (ТВЧ) по радиоканалам и направляющим
средам, а также методов и средств записи (хранения) сигналов на различные
носители.
Задачи изучения дисциплины - в результате изучения дисциплины «ТВ»
студент должен:
знать:
- основные энергетические и световые величины;
- математическое описание оптических изображений, характеристик
оптических цепей сигналов телевидения и звукового сопровождения;
- основные законы колориметрии;
- принципы построения и основные параметры аналоговых композитных и
цифровых компонентных систем телевидения (ТСЧ, ТПК и ТВЧ);
- методы согласования параметров систем вещательного телевидения со
свойствами зрения;
- системы распределения ТВ программ по радиоканалам и направляющим
средам;
- методы и средства записи (хранения) аналоговых и цифровых ТВ сигналов
на различные носители;
- принципы построения систем наземного и цифрового ТВ вещания (НЦВТ);
уметь характеризовать:
- физические процессы, происходящие при формировании, обработке,
передаче приеме и хранении (консервации) сигналов в различных системах
вещательного телевидения;
уметь анализировать:
- основные преобразования оптических изображений;
- методы формирования полных ТВ сигналов и радиосигналов вещательного
телевидения;
- методы кодирования и декодирования сигналов в композитных системах
цветного телевидения;
- способы и системы передачи ТВ сигналов по каналам связи;
91
- причины искажений сигналов и изображений, пути их уменьшения до
допустимых значений;
- компонентные системы цветного телевидения;
- системы записи ТВ сигналов;
- различные режимы при планировании НЦТВ;
приобрести навыки:
- расчета основных параметров систем передачи ТВ сигналов;
- работы с ТВ аппаратурой, включая измерительную;
- применения теоретических знаний на практике при проектировании и
эксплуатации ТВ систем.
«Телевидение» является одной из основных специальных дисциплин,
необходимых для подготовки инженеров по телекоммуникациям по
специальности Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения.
Цель преподавания дисциплины (для 1-39 01 01) - изучение методов
преобразования оптического изображения в электрический сигнал
(телевизионный), различных систем передачи ТВ сигналов (стандартных,
повышенного качества (ТПК) и высокой четкости (ТВЧ); аналоговых и
цифровых; черно-белых, цветных и стерео) по разным направляющим средам и
по открытому пространству; способов преобразования принятого ТВ сигнала в
оптическое изображение.
«Телевидение» является одной из специальных дисциплин, необходимых
для подготовки инженеров по радиоэлектронике.
Задачи изучения дисциплины - в результате изучения данной дисциплины
студент должен:
знать:
- принципы построения и параметры аналоговых и цифровых систем цветного
телевидения – стандартной четкости (ТСЧ), ТПК и ТВЧ;
- методы согласования основных параметров и характеристик ТВ систем с
параметрами зрения;
уметь характеризовать:
- физические процессы, происходящие при формировании, обработке,
передаче и приеме сигналов в различных ТВ системах;
уметь анализировать:
- искажения сигналов и соответствующих им изображений при отклонении
характеристик тракта от заданных норм;
приобрести навыки:
- работы с ТВ аппаратурой;
- применения полученных знаний на практике при проектировании и
эксплуатации ТВ систем.
Программа рассчитана на объем 224 (80) учебных часа. Примерное
распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 144 (48) час,
лабораторных работ – 64 (32) часа, практических занятий – 16 часов. В скобках
указано число часов по специальности 1-39 01 01.
92
Распределение числа учебных часов по разделам, темам и видам
занятий для специальности 1-45 01 02
№
пп
Наименование темы
1
1.
1.1
2
Раздел 1. Теоретические основы ТВ
Тема 1.1. Введение, цели и задачи
дисциплины «ТВ»
Тема 1.2. Система энергетических и
световых величин.
Тема 1.3. Механическая и электронная
развертки изображения.
Тема
1.4.
Структурная
схема
аппаратно-студийного
комплекса
(АСК), основные этапы формирования
полного ТВ сигнала
Тема 1.5. Восприятие оптического
изображения.
Тема 1.6. Параметры ТВ систем и
согласование их с характеристиками
зрения.
Тема 1.7 Влияние шумов и помех на
ТВ
изображение.
Измерение
отношения сигнал/шум.
Пространственный,
временной
и
трехмерный
пространственновременной спектр частот.
Коэффициент Келла. Муар - эффект
Раздел 2. Преобразователи "светсигнал" и "сигнал-свет" в ТВ.
Тема 2.1. Передающие ТВ трубки и
камеры.
Тема 2.2. Преобразование ТВ сигнала
в оптическое изображение.
Тема
2.3.
Безвакуумные
воспроизводящие устройства.
Раздел
3.
Передача
сигналов
телевидения
и
звукового
сопровождения по радиоканалам и
направляющим средам.
Тема 3.1. Классификация радиосистем
передачи ТВ сигналов.
Тема 3.2. Необходимые условия для
неискаженной передачи методом АМЧПОБП.
Тема 3.3. Структура приемной сети ТВ
вещания.
Тема 3.4. . Структурная схема
телевизора.
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.
2.1
2.2
2.3
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
Лекц Практически
ии
е занятия
(часы
(часы)
)
3
4
18
4
2
Лабораторн Всег
ые
о
занятия(час
ы)
5
6
16
38
2
2
2
2
4
6
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
6
4
6
4
8
2
6
2
6
2
2
2
2
2
2
12
6
12
2
2
2
2
2
2
2
30
4
4
8
4
6
93
№
пп
3.5
3.6
4.
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
5
5.1
5.2
6.
6.1
94
Наименование темы
Лекц Практически
ии
е занятия
(часы
(часы)
)
Тема 3.5 Варианты построения тракта
2
промежуточной
частоты
(ПЧ)
изображения
и
звукового
сопровождения.
Тема 3.6. Повышение качества
2
2
изображения и звукового
сопровождения.
Раздел
4.
Системы
цветного
30
телевидения (ЦТВ).
Тема 4.1. Требования к системам
2
вещательного цветного телевидения
(ЦТВ).
Тема
4.2.
Законы
аддитивного
2
сложения цветов.
Тема 4.3. Кодирующее устройство
2
совместимой системы ЦТВ.
Тема 4.4. Кодер совместимой системы
2
ЦТВ.
Тема 4.5. Декодирующее устройство
2
совместимой системы ЦТВ.
Тема
4.6.
Кодирующее
и
2
декодирующее устройства системы
НТСЦ.
Тема 4.7. Кодирующее устройство
2
системы ПАЛ.
Тема 4.8. Отличительные особенности
2
кодера системы ПАЛ.
Тема 4.9. Декодер системы ПАЛ.
2
Тема 4.10.. Система ЦТВ СЕКАМ.
2
Тема 4.11. Кодер. СЕКАМ.
2
Тема 4.12.. . ВЧ-предыскажение в
2
системе СЕКАМ.
Тема 4.13. Чувствительность СЦ
2
системы СЕКАМ.
Тема 4.14. Работа канала цветовой
2
синхронизации.
Тема 4.15. Сравнение систем НТСЦ,
2
ПАЛ и СЕКАМ.
Раздел 5. Передача дополнительной
4
2
информации в составе ТВ сигнала
Тема 5.1. Измерительные сигналы
2
2
(ИС).
Тема 5.2. Структура строки данных в
2
системе телетекста.
Раздел 6. Системы телевидения
6
повышенного качества (ТПК).
Тема 6.1. Пути повышения качества
2
Лабораторн Всег
ые
о
занятия(час
ы)
4
6
4
16
48
2
2
4
6
2
2
2
4
6
2
2
2
2
2
4
6
2
4
6
4
10
4
4
6
4
10
4
6
№
пп
6.2
6.3
7.
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
7.11
7.12
7.13
7.14
7.15
7.16
7.17
8.
8.1
Наименование темы
воспроизводимого изображения.
Тема 6.2. Системы ТПК с временным
уплотнением
аналоговых
компонентов.
Тема 6.3. Структурная схема декодера
С/D/D2-МАС.
Раздел 7. Цифровое телевидение.
Тема 7.1. Цифровое представление ТВ
сигнала.
Тема
7.2.
Статистические
характеристики ТВ изображения и
сигнала.
Тема 7.3. Пропускная способность
канала.
Тема
7.4.
Аналого-цифровое
преобразование ТВ сигнала
Тема 7.5. Временное представление
восстановленного по дискретным
отсчетам сигнала.
Тема
7.6.
Квантование,
т.е.
дискретизация сигнала по уровням.
Тема 7.7. Двоичное кодирование ТВ
сигнала.
Тема 7.8. Классификация методов
сжатия ТВ сигнала
Тема 7.9. Кодирование ТВ
изображений
Тема 7.10. Групповое кодирование ТВ
изображений
Тема 7.11.. Предсказание с
компенсацией движения.
Тема 7.12. Реализация цифровых
методов кодирования
видеоинформации
Тема 7.13.. Системы сжатия
динамических изображений
Тема 7.14. Структурные схемы
кодеров и декодеров
Тема 7.15.Современные достижения
по сжатию ТВ сигнала
Тема 7.16. Канальное кодирование
Тема 7.17.. Организация цифрового ТВ
вещания.
Раздел 8. Современные методы
обработки ТВ сигналов, достижения
в аппаратной реализации
Тема 8.1. Современные ТВ
Лекц Практически
ии
е занятия
(часы
(часы)
)
Лабораторн Всег
ые
о
занятия(час
ы)
2
2
2
2
34
2
2
8
44
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
6
2
2
2
2
2
4
6
2
8
2
2
95
№
пп
8.2
8.3
9.
9.1
9.2
9.3
9.4.
9.5
10.
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
11.
11.1
11.2
Наименование темы
передающие камеры
Тема 8.2. Методы коррекции
искажений ТВ сигнала на телецентре.
Тема 8.3. Цифровое ТВ вещание
(DVB):
Раздел 9. Телевидение высокой
четкости (ТВЧ)
Тема 9.1. Требования к системам ТВЧ.
Тема 9.2.. Варианты стандартов ТВЧ
Тема 9.3. Методы передачи сигналов
ТВЧ по каналам связи и
распределения.
Тема 9.4 Цифровые способы передачи
сигналов ТВЧ
Тема 9.5. Применение систем ТВЧ.
Раздел 10. Методы записи ТВ
сигналов на различные носители.
Тема 10.1. Классификация методов
записи ТВ сигналов.
Тема 10.2. Магнитная видеозапись.
Тема 10.3 Аналоговая магнитная
видеозапись двухканальная
Тема 10.4 Аналоговая магнитная
видеозапись одноканальная
Тема 10.5 Цифровая магнитная
видеозапись композитная
Тема 10.6. Цифровая магнитная
видеозапись компонентная
Тема 10.7. Магнитная и магнитнооптическая видеозапись.
Раздел 11. Системы
стереоскопического телевидения.
Тема 11.1. Общие принципы
формирования, передачи и приема
сигналов стереоцветного телевидения
(СЦТВ)
Тема 11.2. Способы и устройства
отображения.
Лекц Практически
ии
е занятия
(часы
(часы)
)
2
Лабораторн Всег
ые
о
занятия(час
ы)
2
4
2
2
10
10
2
2
2
2
2
2
2
2
2
14
2
18
4
2
2
2
2
2
2
2
4
6
2
2
2
2
2
2
4
4
2
2
2
2
Распределение числа учебных часов по разделам, темам и видам
занятий для специальности 1-39 01 01
№
пп
Наименование темы
1
1.
2
Раздел 1. Физические основы и
96
Лекц Практически
ии
е занятия
(часы
(часы)
)
3
4
12
Лабораторн
ые занятия
(часы)
Всег
о
5
12
6
24
№
пп
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
2.
2.1
2.2
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
4.
4.1
4.2
4.3
Наименование темы
принципы телевидения.
Тема 1.1. Введение, цели и задачи
дисциплины ТВ.
Тема 1.2. Общая структурная схема
системы передачи изображений.
Тема 1.3. Структурная схема аппаратностудийного комплекса.
Тема 1.4. Восприятие оптического
изображения
Тема 1.5. Параметры ТВ систем и
согласование их с характеристиками
зрения.
Тема 1.6. Пространственный, временной
и
трехмерный
пространственновременной спектр частот.
Раздел 2. Преобразователи "светсигнал" и "сигнал-свет"
Тема 2.1. Передающие ТВ трубки и
камеры.
Тема 2.2. Особенности преобразования
ТВ сигнала в оптическое изображение
Раздел
3.
Передача
сигналов
телевидения
и
звукового
сопровождения по радиоканалам и
направляющим средам.
Тема 3.1. Классификация радиосистем
передачи ТВ сигналов.
Тема 3.2. Необходимые условия для
неискаженной передачи методом АМЧПОБП
Тема 3.3. Организация спутникового ТВ
вещания.
Тема 3.4. Структура приемной сети ТВ
вещания.
Тема 3.5. Структурная схема
телевизора.
Тема 3.6. Варианты построения тракта
промежуточной
частоты
(ПЧ)
изображения
и
звукового
сопровождения.
Раздел 4. Цветное телевидение (ЦТВ).
Тема 4.1. Трехкомпонентная теория
цветового зрения.
Тема 4.2. Кодирующее устройство
совместимой системы ЦТВ.
Тема 4.3. Декодирующее устройство
совместимой системы ЦТВ.
Лекц Практически
ии
е занятия
(часы
(часы)
)
Лабораторн
ые занятия
(часы)
Всег
о
2
2
2
2
2
4
2
6
2
2
4
6
2
4
6
4
4
2
2
2
2
12
8
20
2
2
2
2
2
4
2
2
6
2
4
2
6
2
12
2
12
24
2
2
4
6
2
2
97
№
пп
4.4
4.5
4.6
5
5.1
5.2
5.3
5.4
Наименование темы
Лекц Практически
ии
е занятия
(часы
(часы)
)
Тема 4.4. Кодирующее и декодирующее
2
устройства системы НТСЦ.
Тема 4.5. Кодирующее и декодирующее
2
устройства системы ПАЛ.
Тема 4.6. Кодирующее и декодирующее
2
устройства системы СЕКАМ.
Раздел 5. Новые системы телевидения
8
(ТПК, ТВЧ, цифровые, стерео).
Тема
5.1.
Системы
телевидения
2
повышенного качества (ТПК).
Тема 5.2. Преобразование аналогового
2
сигнала в цифровой.
Темы 5.3. Избыточность ТВ сигнала и
2
пути ее уменьшения.
Тема 5.4. Организация цифрового ТВ
2
вещания.
Лабораторн
ые занятия
(часы)
Всег
о
2
4
6
4
6
8
2
2
2
2
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Тема 1.1. ВВЕДЕНИЕ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ «ТВ»
Литература основная и дополнительная. Общая структурная схема
системы передачи информации электрическими средствами и, в частности,
изображений (СПИ). Разделение СПИ на телевизионные и факсимильные.
Построение оптического изображения.
Математические модели изображения - многомерной пространственновременной функции (ПВФ). Представление оптического изображения
совокупностью пространственно распределенных яркостей (в черно-белом
телевидении) и трех цветоделенных изображений (в цветном). Элемент
изображения. Принципы последовательной передачи элементов изображения.
Преобразование ПВФ во временную в процессе развертки изображения.
Образование сигнала на выходе преобразователя "свет-сигнал". Необходимость
синхронизации и фазирования развертывающих устройств на обеих сторонах
СПИ. Сравнение систем с передачей координат элементов изображения и
систем с передачей сигналов синхронизации. Уплотнение сигналов
изображения, синхронизации и гашения с целью передачи по одному каналу
связи.
Тема 1.2. СИСТЕМА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И СВЕТОВЫХ ВЕЛИЧИН
Энергетические
и
светотехнические
величины
и
единицы.
Энергетические: сила излучения (эн. сила света); лучистый поток (эн. световой
поток); лучистая энергия; плотность излучения (эн. светимость); плотность
облучения (эн. освещенность); лучистость (эн. яркость) и количество
98
облучения. Светотехнические: сила света; световой поток; световая энергия;
светимость; освещенность; яркость и количество освещения.
Тема 1.3. МЕХАНИЧЕСКАЯ И ЭЛЕКТРОННАЯ РАЗВЕРТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ
Системы мгновенного действия (в том числе бегущего луча) и с
накоплением энергии, их сравнение. Требования к разверткам, условия
отсутствия координатных искажений - геометрических и нелинейных.
Построение растра. Виды разверток в прикладном телевидении. Классификация
систем телевидения: стандартные, повышенного качества и высокой четкости
(ТСЧ, ТПК, ТВЧ); композитные (НТСЦ, ПАЛ и СЕКАМ) и компонентные
(МАС, HD MAC, MUSE и др.); аналоговые и цифровые (DVB-T, S, C; ATSC,
ISDB); кабельные (коаксиальные и волоконно-оптические); по открытому
пространству (наземного вещания, спутниковые
и
радиорелейные),
смешанные
эфирно-кабельные (MMDS, МVDS и др)); моно- и
стереоскопические. Системы прикладного телевидения.
Тема 1.4. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АППАРАТНО-СТУДИЙНОГО КОМПЛЕКСА
(АСК), ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛНОГО ТВ СИГНАЛА
Полярность ТВ сигнала, потеря постоянной составляющей. Особенность
косвенной передачи информации о средней яркости изображения ─ постоянной
составляющей ТВ сигнала. Противошумовая коррекция, апертурные
искажения. Синхронизация источников ТВ сигналов в пределах АСК.
Преобразование несинхронных (внешних) источников в синхронные.
Сравнение двух вариантов передачи сигналов синхронизации. Упрощенная
схема приемной (распределительной) части.
Тема 1.5. ВОСПРИЯТИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
Зрительная система как многоканальный приемник оптической
информации и пространственно-временной ФНЧ. Спектр оптического
изображения. Основные характеристики зрительной системы: динамический
диапазон, адаптация и аккомодация, контрастная чувствительность, закон
Вебера-Фехнера, количество воспринимаемых градаций яркости, разрешающая
способность по пространству (острота зрения), пространственная частотноконтрастная
характеристика.
Временная
разрешающая
способность
(инерционность зрения): слитность движения, критическая частота мельканий
как функция яркости, размеров деталей изображения, цвета и т.д.
Дискретизация изображения по времени (в кино и телевидении) и по
вертикали (в телевидении) и связанные с ней искажения по аналогии с
дискретизацией электрического сигнала. Геометрическое представление
потоков оптического изображения (т.е. ПВФ): попадающих на мишень
передающей трубки, поступающих в зрительную систему с экрана в кино и с
экрана кинескопа в телевидении. Относительная чувствительность зрения
(кривая видности) и разрешающая способность к цветным деталям.
99
Тема 1.6. ПАРАМЕТРЫ ТВ СИСТЕМ И СОГЛАСОВАНИЕ
ИХ С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ЗРЕНИЯ
Формат передаваемого ТВ изображения (в ТСЧ, ТПК и ТВЧ). Выбор и
обоснование числа строк разложения, частоты кадров (полей), количества
воспроизводимых градаций яркости, отношения сигнал/шум и спектрального
состава излучения.
Тема 1.7. ВЛИЯНИЕ ШУМОВ И ПОМЕХ НА ТВ ИЗОБРАЖЕНИЕ. ИЗМЕРЕНИЕ
ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ
Виды шумов и помех, источники их происхождения. Аддитивные и
мультипликативные помехи. Визуальная оценка качества изображения по
критерию «зашумленности» и его количественная характеристика – отношение
сигнал/шум – ОСШ (в видеотракте) и несущая/шум (в тракте модулированного
сигнала). Заметность шумов в зависимости от уровня яркости. Невзвешенное –
ОСШН и взвешенное – ОСШВ отношение сигнал/шум. Взвешивающий фильтр
(ВФ) как электрическая модель зрительной системы. Расчет ослабления,
вносимого ВФ в мощность шумов. Три варианта измерения отношения
сигнал/шум:
измерение ОСШН, если в сравниваемых системах (устройствах)
характер распределения шумов р(f) по спектру одинаков, например,
равномерный, квадратичный и т.п.
измерение ОСШН и расчет ОСШВ, если характер р(f) различен и задан
аналитически;
непосредственное измерение ОСШВ (на входе измерительного
прибора включается ВФ), если характер р(f) различен и не задан
аналитически.
Тема 1.8. ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ, ВРЕМЕННОЙ И ТРЕХМЕРНЫЙ
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ СПЕКТР ЧАСТОТ
Форма и частотный спектр ТВ сигнала. Расчет высшей и низшей частоты
спектра. Образование видеосигнала при конечных размерах развертывающего
элемента.
Тема 1.9. КОЭФФИЦИЕНТ КЕЛЛА. МУАР-ЭФФЕКТ
Чересстрочная развертка, условия ее обеспечения. Уменьшение
искажений, связанных с чересстрочным разложением изображения в ТСЧ и
ТПК. Применение построчной развертки с различной частотой кадров в ТВЧ.
Сравнение построчной (прогрессивной) и чересстрочной разверток.
Раздел 2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ "СВЕТ-СИГНАЛ"
И "СИГНАЛ-СВЕТ" В ТВ
Тема 2.1. ПЕРЕДАЮЩИЕ ТВ ТРУБКИ И КАМЕРЫ
Физические принципы, на которых основана работа передающих ТВтрубок (вакуумных и твердотельных), их основные характеристики, Камеры
цветного телевидения (трехтрубочные, двух- и однотрубочные).
100
Тема 2.2. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТВ СИГНАЛА В ОПТИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ
Параметры кинескопов. Выбор рабочей точки на модуляционной
характеристике кинескопа. Регулировки яркости и контраста изображения.
Тема 2.3. БЕЗВАКУУМНЫЕ ВОСПРОИЗВОДЯЩИЕ УСТРОЙСТВА
На жидкокристаллических
проекционные системы.
индикаторах
и
другие
безвакуумные;
Раздел 3. ПЕРЕДАЧА СИГНАЛОВ ТЕЛЕВИДЕНИЯ
И ЗВУКОВОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ПО РАДИОКАНАЛАМ И
НАПРАВЛЯЮЩИМ СРЕДАМ
Тема 3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОСИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ТВ СИГНАЛОВ
Наземного вещания, радиорелейные, спутниковые и эфирно-кабельные и
основные требования к ним. Выбор вида модуляции, полоса занимаемых
частот, уплотнение сигналов и помехозащищенность. Взаимосвязь между
частотными и временными характеристиками.
Особенность передачи и приема радиосигнала вещательного телевидения
(радиосигнала изображения и радиосигнала звукового сопровождения) методом
АМ с частично подавленной одной боковой полосой (АМ-ЧПОБП). Линейные
и нелинейные искажения демодулированного сигнала.
Тема 3.2. НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ НЕИСКАЖЕННОГО ПРИЕМА
СИГНАЛОВ С АМ─ЧПОБП
Три варианта обеспечения кососимметричного склона АЧХ радиотракта
(произведение АЧХ фильтров передатчика и приемника) и их сравнение по
помехозащищенности. Нестандартный радиоканал телевизора с АЧХ УПЧИ без
кососимметричного склона (четвертый вариант) ─ путь для повышения
чувствительности телевизора при устранении линейных искажений,
обусловленных АМ─ЧПОБП, выбором АЧХ видеоусилителя. Применение
квазисинхронного детектирования радиосигнала с ЧПОБП ─ мера для
уменьшения нелинейных искажений. Измерение АЧХ, ФЧХ (ГВЗ), переходной
и импульсной характеристик.
Тема 3.3. СТРУКТУРА ПРИЕМНОЙ СЕТИ ТВ ВЕЩАНИЯ
Требования к распределительным сетям. Приемные распределительные
сети с использованием коаксиального кабеля. Основные параметры, принципы
построения. Условие возможности использования смежных, гетеродинных и
зеркальных каналов. Частотные присвоения в сетях. Комбинационные
продукты, включая составные.
Приемные распределительные сети на волоконно-оптическом кабеле и
смешанные. Нелинейные искажения в оптическом передатчике и пути их
уменьшения. Виды модуляции оптического излучения, особенность построения
фотоприемников. Некогерентный и когерентный прием. Особенности
построения сетей эфирно-кабельного телевидения (MMDS, MVDS и др.).
101
Тема 3.4. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ТЕЛЕВИЗОРА
Распределение избирательности и усиления по блокам. Система
дистанционного управления, селекторы каналов, требования к каналу
изображения, АПЧГ, особенность схемы АРУ, каналы синхронизации и
развертки, повышение помехозащищенности строчной развертки - применение
ФАПЧ с коммутируемой полосой захвата.
Тема 3.5. ВАРИАНТЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРАКТА ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ
(ПЧ) ИЗОБРАЖЕНИЯ И ЗВУКОВОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ
Раздельные (параллельные) тракты ПЧ изображения и звука. Общий
тракт ПЧ с детектором огибающей в качестве видеодетектора и
преобразователя первой ПЧ звука во вторую; тракт с детектором разностной
частоты для получения колебания второй промежуточной частоты звука;
общий тракт ПЧ с синхронным детектором в качестве видеодетектора и
преобразователя первой ПЧ звука во вторую.
Тема 3.6. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ И ЗВУКОВОГО
СОПРОВОЖДЕНИЯ
Методы повышения резкости изображения, уменьшения яркостных
мерцаний и повторов. Квазипараллельный тракт ПЧ изображения и звука;
параллельные тракты ПЧ с синхронно-фазовым детектором в канале звукового
сопровождения. Расширение функциональных возможностей телевизора.
Измерение основных характеристик ТВ приемника.
Раздел 4. СИСТЕМЫ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ (ЦТВ)
Тема 4.1. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ВЕЩАТЕЛЬНОГО ЦВЕТНОГО
ТЕЛЕВИДЕНИЯ (ЦТВ)
Формирование сигнала Uцтв, состоящего из сигналов яркости и
цветности (UY и Uсц) с шириной полосы частот сигнала Uцтв, равной полосе
сигнала черно-белого телевидения (т.е. UY); передача Uсц в полосе частот UY;
кодирование Uсц для создания минимально заметой помехи черно-белым
телевизорам, т.е. обеспечение совместимости в широком смысле с черно-белым
телевидением. Сравнение объективных и субъективных характеристик света
(цвета) и звука. Методы образования цветов. Координаты цвета абсолютные и
относительные (т.е. цветности), удельные координаты в системах R, G, B и X,
Y, Z. Диаграмма цветности МКО – цветовой график. Расчет координат цвета
сложного излучения по известному спектральному составу (кривые смешения).
Тема 4.2. ЗАКОНЫ АДДИТИВНОГО СЛОЖЕНИЯ ЦВЕТОВ
Стандартизация координат основных цветов и опорного белого.
Кодирующее
устройство
совместимой
системы
ЦТВ
(вариант
R,G,B).Требования к спектральным характеристикам чувствительности
передающих трубок. Выражения для сигналов основных цветов. Проблема
точного анализа цветного изображения – измерения координат цвета,
102
неизбежность
цветокорректирующей
матрицы.
Коррекция
температуры источника освещения под заданную стандартом.
цветовой
Тема 4.3. КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СОВМЕСТИМОЙ СИСТЕМЫ ЦТВ
Назначение гаммакорректора и кодирующей матрицы. Определение
сигналов яркости (СЯ) и цветоразностных (ЦРС). Формирование СЯ из
сигналов основных цветов с целью правильного воспроизведения градаций
яркости на черно-белых телевизорах. Линейно-независимые сигналы –
основных цветов (R,G,B) и линейно-зависимые – ЦРС (R-Y,G-Y,B-Y).
Преимущества передачи СЯ и двух ЦРС по сравнению с вариантом передачи
СЯ и двух сигналов основных цветов. Определение сигнала цветности (СЦ).
Пример реализации одновременной несовместимой системы ЦТВ,
обеспечивающей наилучшее качество цветного изображения на приемной
стороне при заданном стандарте разложения изображения на телецентре.
Согласование по времени сигналов яркости и цветности.
Тема 4.4. КОДЕР СОВМЕСТИМОЙ СИСТЕМЫ ЦТВ
Необходимость сокращения полосы частот, занимаемой ЦРС.
Формирование СЦ, сигнала цветовой синхронизации (СЦС) и полного
цветового ТВ сигнала Uцтв. Основные различия между совместимыми
системами ЦТВ – в законах формирования СЦ и СЦС. Вариант кодера W, R, B.
Тема 4.5. ДЕКОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СОВМЕСТИМОЙ СИСТЕМЫ ЦТВ
Эффект самокомпенсации цветовой поднесущей и СЦ. Перемежение
спектров СЯ и СЦ – необходимое и достаточное условие для самокомпенсации.
Методы обеспечения перемежения спектров. Способы разделения СЯ и СЦ
(варианты с ФНЧ и ПФ, РФ и ПФ). Разделение СЯ и СЦ с помощью
гребенчатых фильтров (ГФ). Вывод выражения для АЧХ ГФ(в области
временных и пространственно-временных частот). Два способа подачи
сигналов на кинескоп. Сравнение сигналов, модулирующих электронные лучи
кинескопа, и качества изображения в совместимых и несовместимых, а также в
композитных и компонентных системах ЦТВ.
Тема 4.6. КОДИРУЮЩЕЕ И ДЕКОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ НТСЦ
Оптимальная структурная схема амплитудно-фазового модулятора:
применение балансной модуляции (БМ) и фазового сдвига 900 между
поднесущими "красного" и "синего" каналов – наилучшее решение по
критерию помехозащищённости. Формирование СЦ – математическое и
векторное представление СЦ. Спектры сигналов СЦR и СЦB на выходе БМR и
БМB соответственно и СЦ на выходе сумматора. Необходимость сигнала
цветовой синхронизации (СЦС) и способ его передачи в составе Uцтв.
Декодер системы НТСЦ-4.43. Искажения типа дифференциальная фаза
(ДФ) и дифференциальное усиление (ДУ) – причина искажений цветового тона
и насыщенности. Работа схемы ФАПЧ. Возникновение перекрестных
искажений между ЦРС при появлении дополнительных фазовых сдвигов между
СЦ и СЦС. Особенность системы НТСЦ-3,58 по стандарту США.
103
Тема 4.7. КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ПАЛ
Механизм компенсации фазовых искажений при построчном изменении
фазы цветовой поднесущей в "красном" канале на 1800 (900 в одной строке и
2700 – в другой). Пространственное и временное усреднение искажений
цветового тона в декодере ПАЛS и путем суммирования СЦ соседних строк в
декодере ПАЛD.
Тема 4.8. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОДЕРА ПАЛ
Коммутация фазы поднесущей "красного" канала на 1800 и фазы СЦС на
+ 450 по отношению к фазам аналогичных сигналов НТСЦ. Двойное назначение
СЦС. Выбор и обоснование значения цветовой поднесущей, невозможность
использования принятого в НТСЦ значения поднесущей. Обоснование
четвертьстрочного сдвига частоты поднесущей для получения эффекта
временного усреднения и сдвига на 25 Гц – для пространственного усреднения
между строками соседних полей.
Спектры UсцR и UсцB, их перемежение между собой и со спектром
сигнала яркости. Разделение Uсц на UсцR и UсцB (т.е. на две в квадратуре
промодулированные поднесущие) до синхронных детекторов в декодере с
помощью ГФ. АЧХ этих фильтров. Устранение перекрестных искажений
между ЦРС. Обоснование необходимого времени задержки ЛЗ в ГФ.
Векторные диаграммы, поясняющие разделение СЦ на составляющие.
Тема 4.9. ДЕКОДЕР СИСТЕМЫ ПАЛ
Работа схемы ФАПЧ и формирователя импульсов коммутации фазы
цветовой поднесущей в "красном" канале (900 или 2700). Разделение спектров
СЯ и СЦ с помощью РФ и ПФ, а также ГФ. Нечувствительность к ЧПОБП СЦ.
Влияние неточности задержки СЦ в приемнике ПАЛ на разделение СЦ (на две
составляющие) и качество цветного изображения. Цветовая четкость
изображения в двух направлениях. Достоинства и недостатки системы ПАЛ.
Тема 4.10. СИСТЕМА ЦТВ СЕКАМ
Обоснование способа последовательной через строку передачи ЦРС.
Структурные схемы кодера и декодера (упрощенный вариант). Обоснование
коэффициентов при формировании ЦРС DR и DB. Восполнение с помощью
линии задержки недостающей информации об одном из ЦРС в приемнике.
Детальная структурная схема кодера СЕКАМ. Назначение блоков.
Тема 4.11. КОДЕР СЕКАМ
Низкочастотные предыскажения (НЧ) ЦРС, оценка их эффективности.
Неизбежность частичного ограничения выбросов в ЦРС. Пороги ограничения
ЦРС. Коррекция НЧ предыскажений. Параметры СЦ – номинальная и
максимальная девиация частоты в "красной" и "синей" строках. Пределы
изменения мгновенной частоты поднесущей в "красном" и "синем" каналах.
104
Параметры частотной модуляции в системе СЕКАМ. Работа схемы
ФАПЧ цветовой поднесущей. Обеспечение номинальных и пиковых (с учетом
предыскажений) значений девиации частоты в "красном" и "синем" каналах.
Выбор и обоснование значений частот покоя цветовых поднесущих.
Необходимость обеспечения одинаковой фазы поднесущей в начале каждой
строки.
Тема 4.12. ВЧ-ПРЕДЫСКАЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ СЕКАМ
Необходимость и эффективность по критериям совместимости и
помехозащищенности. Стандартная коммутация фазы СЦ. Спектр СЦ с
коммутацией фазы. Взаимное расположение спектральных составляющих СЯ и
СЦ. Новый закон коммутации, обеспечивающий перемежение спектральных
составляющих СЯ и СЦ. Сигнал цветовой синхронизации в СЕКАМ: СЦСk и
СЦСc (кадровый и строчный). Совместное влияние НЧ и ВЧ-предыскажений на
совместимость и помехозащищенность системы. Особенность канала яркости
кодера СЕКАМ, формирование сигнала Uцтв .
Тема 4.13. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ СЦ СИСТЕМЫ СЕКАМ
Чувствительность к искажениям ДФ и ДУ, ЧП ОБП СЦ. Декодер
СЕКАМ. Обоснование характеристик частотных детекторов. Канал цветовой
синхронизации – основное назначение и функции.
Тема 4.14. РАБОТА КАНАЛА ЦВЕТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
Разделение спектров СЯ и СЦ. Оптимизация устройств разделения для
многосистемного цветного телевизора с учетом: спектров СЯ и СЦ в системах
НТСЦ, ПАЛ и СЕКАМ, качества разделения и простоты реализации на
стандартных микросхемах.
Параметры системы ЦТВ СЕКАМ. Реализация канала цветовой
синхронизации с СЦСс. Принципы появления в декодере перекрестных
искажений между ЦРС и пути их уменьшения.
Тема 4.15. СРАВНЕНИЕ СИСТЕМ НТСЦ, ПАЛ И СЕКАМ
Сравнение по основным параметрам и характеристикам. Особенность
построения современных многосистемных цветных телевизоров. Реализация
дополнительных функций и пути повышения качества изображения и звукового
сопровождения. Измерение основных характеристик систем ЦТВ и сравнение
систем между собой.
Раздел 5. ПЕРЕДАЧА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
В СОСТАВЕ ТВ СИГНАЛА
Тема 5.1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ (ИС)
Принцип передачи и назначение. Измерение и контроль параметров и
характеристик тракта по ИС непосредственно во время передачи. Передача
буквенно-графической информации – телетекст. Требования к системам
105
телетекста открытого типа. Варианты систем телетекста. Структурная схема
системы передачи сигналов телетекста.
Тема 5.2. СТРУКТУРА СТРОКИ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ ТЕЛЕТЕКСТА
Расчет основных параметров системы телетекста и отображение данных
на экране телевизора: длительность байта, число (максимальное) байтов в
пакете, число ТВ строк в ряде в одном поле (кадре) на экране, число
(максимальное) рядов знаков на экране, число рядов знаков на экране в одной
странице, число пакетов дополнительной информации (число рядов) в одном
кадре, число кадров в одной странице, длительность передачи одной страницы,
число страниц, передаваемых в одну минуту. Декодеры телетекста. Передача
данных с использованием технологии VBI.
Раздел 6. СИСТЕМЫ ТЕЛЕВИДЕНИЯ ПОВЫШЕННОГО
КАЧЕСТВА (ТПК)
Тема 6.1. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОСПРОИЗВОДИМОГО
ИЗОБРАЖЕНИЯ
Повышение без изменения стандарта разложения на телецентре:
дополнительная обработка сигналов на телецентре; изменение стандарта
излучения; обработка сигналов в телевизоре и преобразование вида развертки.
Структурная
схема
телевизора
повышенного
качества.
Передача
стереофонического звукового сопровождения.
Тема 6.2. СИСТЕМЫ ТПК С ВРЕМЕННЫМ УПЛОТНЕНИЕМ АНАЛОГОВЫХ
КОМПОНЕНТОВ – ТИПА МАС
Формирование сигнала МАC в интервале строки и в кадровом масштабе.
Параметры стандартов МАC систем. Формат данных для системы D2-МАС.
Тема 6.3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ДЕКОДЕРА С/D/D2-МАС
Уменьшение искажений в ТВ-системах с поочередной передачей
цветоразностных сигналов. Другие системы ТПК, напр. ПАЛ-плюс, СЕКАМплюс.
Раздел 7. ЦИФРОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ
Тема 7.1. ЦИФРОВОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТВ СИГНАЛА
Необходимая мера для: повышения помехозащищенности ТВ систем и их
надежности; существенного расширения функциональных возможностей ТВ
аппаратуры; использования современных методов цифровой обработки ТВ
сигналов и сжатия видеоинформации. Цифровое телевидение – путь к
интеграции
систем
телекоммуникаций,
возможность
сочетания
с
компьютерными технологиями (B-ISDN, SDH, в том числе и с Интернет).
Цифровой тракт – совокупность кодеров источника, канала и модулятора.
106
Тема 7.2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВ ИЗОБРАЖЕНИЯ
И СИГНАЛА
Корреляционные свойства ТВ сигнала. Избыточность изображения.
Особенности зрительного восприятия: представление зрительной системы в
виде 2-х каналов: непрерывного – для анализа неподвижных изображений (с
высоким пространственным и низким временным разрешением – большая
ширина полосы частот F и низкая частота кадров fk); переходного – для
анализа движущейся части изображений (с высоким временным и низким
пространственным разрешением – большая fk, малая F). Зависимость
контрастной чувствительности зрения от структуры изображения.
Тема 7.3. ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ КАНАЛА
Энтропия источника сообщения как мера количества информации,
которое несет в себе сообщение от данного источника. Максимальная энтропия
для
статистически
независимых
и
равновероятных
событий.
Среднестатистическое количество информации с учетом вероятности
появления символов. Необходимость кодирования источника.
Тема 7.4. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТВ СИГНАЛА
Совокупность процессов дискретизации, квантования и кодирования.
Теорема отсчетов Котельникова – Найквиста. Обоснование выбора частоты
дискретизации с точки зрения удовлетворения требованиям двух стандартов
разложения изображения. Спектральное представление дискретизированного
сигнала: обоснование условия fД 2FВ и возможности использования в ТВ
условия fД<2FВ и гребенчатого фильтра для восстановления аналогового
сигнала. Требования к пред- и постфильтрам для компонентных сигналов.
Тема 7.5. ВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ВОССТАНОВЛЕННОГО ПО
ДИСКРЕТНЫМ ОТСЧЕТАМ СИГНАЛА
В виде бесконечной суммы произведения отсчетных значений на
функции отсчетов (т.е. функции Котельникова). Связь минимальной
длительности импульса на выходе идеального ФНЧ с его полосой частот.
Иерархия форматов цифрового представления (4:4:4; 4:2:2; 4:1:1 и 4:2:0).
Необходимость увеличения частоты fД при формате 16:9. Цифровое
представление композитных сигналов цветного телевидения.
Тема 7.6. КВАНТОВАНИЕ
Т.е. дискретизация сигнала по уровням. Равномерная и неравномерная
шкала квантования. Шаг квантования. Обоснование необходимого числа
уровней М квантования с учетом контрастной чувствительности зрения (закон
Вебера - Фехнера) для отсутствия ложных контуров (узоров). Мощность шумов
квантования. Расчет отношения сигнал/шум квантования (ОСШКВ) при
выбранном М. Требования к ОСШ ТВ камеры и ОСШКВ АЦП.
107
Тема 7.7. ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ТВ СИГНАЛА
Тактовая частота. Скорость цифрового сигнала. Спектр ИКМ сигнала.
Необходимость канального кодирования.
Варианты построения АЦП и ЦАП ТВ сигнала. Точностные
характеристики. Требования к АЦП компонентных сигналов и полного
цветового ТВ сигнала.
Тема 7.8. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ СЖАТИЯ ТВ СИГНАЛА
Устранения избыточности. Простейший метод сжатия, основанный на
зависимости контрастной чувствительности зрения от структуры изображения.
Структурная схема, алгоритм работы устройства сжатия в три раза в реальном
масштабе времени.
Тема 7.9. КОДИРОВАНИЕ ТВ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Внутрикадровое и межкадровое предсказание. Помехоустойчивость
систем с линейным предсказанием.
Тема 7.10. ГРУППОВОЕ КОДИРОВАНИЕ ТВ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Преобразование Хаара, Адамара, Уолша и др. Дискретное косинусное
преобразование. Адаптивное групповое кодирование.
Тема 7.11. ПРЕДСКАЗАНИЕ С КОМПЕНСАЦИЕЙ ДВИЖЕНИЯ
Основа эффективного сокращения избыточности динамических
изображений. Кодирование с компенсацией движения. Ускоренные методы
анализа движения. Другие методы кодирования изображений: с
использованием гибридных преобразований; интерполяционное; фрактальные
методы.
Тема 7.12. РЕАЛИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ МЕТОДОВ КОДИРОВАНИЯ
ВИДЕОИНФОРМАЦИИ
Стандарты МPEG сжатия цветных изображений. Профили и уровни.
Кадры типа I, P и B. Структура группы видеокадров GOP.
Тема 7.13. СИСТЕМЫ СЖАТИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Масштабируемость, т.е. возможность иерархической структуры битового
потока в стандарте MPEG-2. Профили – простой, главный, масштабируемый по
отношению сигнал/шум, пространственно-масштабируемый и высокий 422 или
420; уровни – низкий, главный, высокий – 1440 и высокий.
Тема 7.14. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ КОДЕРОВ И ДЕКОДЕРОВ
По стандартам MPEG. Сравнение MPEG кодеров по качеству
изображения при различной степени сжатия. Мультиплексирование,
ремультиплексирование и статистическое мультиплексирование.
108
Тема 7.15. СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ ПО СЖАТИЮ ТВ СИГНАЛА
Использование их на практике: для обработки в аппаратной телецентра,
передачи нескольких ТВ программ в стандартной полосе частот радиоканала и
консервации на различные носители. Цифровые видеостыки.
Тема 7.16. КАНАЛЬНОЕ КОДИРОВАНИЕ
Общие принципы защиты от ошибок и их коррекции. Кодирование с
исправлением ошибок. Типы кодов, используемых для канального кодирования
цифровых ТВ сигналов. Особенности измерения характеристик цифровых
трактов.
Тема 7.17. ОРГАНИЗАЦИЯ ЦИФРОВОГО ТВ ВЕЩАНИЯ
Системы DVB, ATSC и ISDB. Классификация цифровых видов
модуляции для передачи ТВ сигналов в спутниковом, наземном и кабельном
телевидении. Структурные схемы модуляторов и демодуляторов (QPSK, QAM,
СOFDM и др.). Спектры радиосигналов при различных видах модуляции
несущей цифровым ТВ сигналом. Прием сигналов цифрового ТВ вещания.
Интеграция DVB с Интернетом.
Раздел 8. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ТВ
СИГНАЛОВ, ДОСТИЖЕНИЯ В АППАРАТНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
Тема 8.1. СОВРЕМЕННЫЕ ТВ ПЕРЕДАЮЩИЕ КАМЕРЫ
Принципы построения, основные характеристики. Расширение их
функциональных возможностей.
Тема 8.2. МЕТОДЫ КОРРЕКЦИИ ИСКАЖЕНИЙ ТВ СИГНАЛА НА ТЕЛЕЦЕНТРЕ
Цифровые методы в аппаратной - при коррекции, рир-проекции,
видеоэффектах, в виртуальной студии. Безленточная технология создания ТВ
программ.
Тема 8.3. ИНТЕРАКТИВНОЕ ЦИФРОВОЕ ТВ ВЕЩАНИЕ (DVB)
Наземное, спутниковое, кабельное и эфирно-кабельное. Иерархический
режим в DVB-Т. Платформа DVB-МНР. Интеграция телевидения с
глобальными компьютерными сетями; сетями и системами телекоммуникаций создание интерактивных универсальных информационных систем и оконечных
(абонентских) многофункциональных терминалов.
Раздел 9. ТЕЛЕВИДЕНИЕ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ (ТВЧ)
Тема 9.1. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ТВЧ
Основные параметры систем ТВЧ (аналоговых компонентных сигналов и
цифровых). Временные и амплитудные соотношения в сигналах (строка, поле,
кадр, синхронизация, уровни).
109
Тема 9.2. ВАРИАНТЫ СТАНДАРТОВ ТВЧ
Требования к АЦП для компонентных сигналов ТВЧ. Иерархия
стандартов ТВЧ.
Алгоритмы сжатия (устранения избыточности) в сигналах ТВЧ.
Тема 9.3. МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ТВЧ ПО КАНАЛАМ СВЯЗИ
И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Системы MUSE, HDMAC и др., их сравнение.
Тема 9.4. ЦИФРОВЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ТВЧ
Сигналы и их уровни. Стыки ТВЧ. Выбор вида модуляции для стандартов
ATSC и DVB.
Тема 9.5. ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ТВЧ
В вещательном телевидении, электронном кинематографе и др. варианты
систем ТВЧ с разным числом строк, частотой полей и/или кадров, включая
fK=24 Гц при прогрессивной развертке.
Раздел 10. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАПИСИ ТВ СИГНАЛОВ
НА РАЗЛИЧНЫЕ НОСИТЕЛИ
Тема 10.1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ЗАПИСИ ТВ СИГНАЛОВ
Аналоговых и цифровых, композитных и компонентных, без сжатия и со
сжатием, одноканальная и двухканальная, продольная, поперечная и наклоннострочная запись.
Тема 10.2. МАГНИТНАЯ ВИДЕОЗАПИСЬ
Общие принципы, связь между скоростью движения ленты и высшей
частотой записываемого сигнала. Форматы аналоговой видеозаписи.
Удовлетворение компромиссных требований к записи низких и высоких частот.
Модуляционный способ записи.
Тема 10.3. АНАЛОГОВАЯ МАГНИТНАЯ ВИДЕОЗАПИСЬ ДВУХКАНАЛЬНАЯ
Способы компонентной раздельной двухканальной записи – Betacam, М,
МII, Lineplex, Betacam-SP и др.
Тема 10.4. АНАЛОГОВАЯ МАГНИТНАЯ ВИДЕОЗАПИСЬ ОДНОКАНАЛЬНАЯ
Форматы раздельной одноканальной записи - VHC, S-VHC, S-VHC–С,
Betamax, Video8, Hi8 и др.
Тема 10.5. ЦИФРОВАЯ МАГНИТНАЯ ВИДЕОЗАПИСЬ КОМПОЗИТНАЯ
Форматы записи композитного сигнала D2,D3 и их основные
характеристики. Форматы записи компонентных сигналов D1,D5,D6D9 и их
основные характеристики.
110
Тема 10.6. ЦИФРОВАЯ МАГНИТНАЯ ВИДЕОЗАПИСЬ КОМПОНЕНТНАЯ
Форматы записи компонентных сигналов Betacam SX, DVCAM и Digital
Betacam (Sony); Digital-S (JVC) и DVCPRO (Панасоник) - их основные
характеристики.
Тема 10.7. МАГНИТНАЯ И МАГНИТНО-ОПТИЧЕСКАЯ ВИДЕОЗАПИСЬ
На компакт-диск, твердотельные накопители данных (CD-ROM).
Стандарт DVD и его основные характеристики.
Хранение и доступ к цифровым данным на серверах. Среды создания и
управления хранилищами данных.
Раздел 11. СИСТЕМЫ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Тема 11.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ, ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА
СИГНАЛОВ СТЕРЕОЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ (СЦТВ)
Классификация систем СЦТВ по признакам, характеризующим
формирование, способы передачи и отображения. Системы СЦТВ ЛЭИС и
МРТИ.
Тема 11.2. СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ
Воспроизведения объемных изображений. Варианты устройств
воспроизведения, включая проекционные, с различного типа очками у зрителя.
Безочковые способы и устройства.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Измерение и контроль параметров ТВ сигнала и изображения.
2. Исследование влияния линейных и нелинейных искажений на качество ТВ
изображения.
3. Исследование спектра ТВ сигнала.
4. Исследование основных закономерностей формирования растров.
5. Исследование влияния шумов и помех на качество телевизионного
изображения и измерение отношения сигнал/шум.
6. Исследование сигналов совместимой системы ЦТВ.
7. Исследование сигналов системы ЦТВ СЕКАМ.
8. Исследование сигналов системы ЦТВ ПАЛ.
9. Изучение схемы цветного телевизора (радиоканал и система управления).
10. Изучение схемы цветного телевизора (тракты промежуточной частоты
изображения и звукового сопровождения).
11. Изучение схемы цветного телевизора (каналы яркости, цветности и
развертки).
12. Изучение схемы приема сигналов дополнительной информации.
13. Исследование схемы «кадр в кадре» (PIP).
14. Исследование
канала
звукового
сопровождения
телевизора
с
порогопонижающим детектором и расширенными функциями.
111
15. Исследование ТВ модулятора головной станции КТВ.
16. Исследование магистрального усилителя системы КТВ.
17. Исследование канала записи – воспроизведения видеомагнитофона.
18. Исследование АЦП и ЦАП ТВ сигнала.
19. Изучение принципов построения и исследование основных характеристик
приемной установки спутникового ТВ вещания (только для специальности 39
01 01).
Примечание: по специальности 39 01 01 выполняются следующие работы: 1, 4,
5. 6, 7, 8, 9 и 10, 19.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Расчет взаимосвязи между параметрами ТВ сигнала и изображения.
2. Расчет спектра ТВ сигнала.
3. Расчет параметров сигналов основных цветов, яркости и цветоразностных.
4. Расчет координат цвета и цветности сложного излучения по известному
его спектральному составу.
5. Расчет основных параметров композитных систем ЦТВ.
6. Расчет основных параметров головной станции КТВ.
7. Расчет основных параметров распределительной сети КТВ.
8. Присвоение частотных каналов в КТВ.
9. Расчет основных параметров АЦП и ЦАП ТВ сигнала.
10. Присвоение частотных каналов в наземном цифровом ТВ вещании.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
1. Система кабельного телевидения.
2. Крупная система коллективного приема телевидения.
3. Распределительная сеть КТВ с обратным каналом
4. Многофункциональная сеть КТВ.
5. Приемная распределительная сеть сигналов спутникового телевидения.
6. Усилительный тракт видеокамеры с противошумовой коррекцией.
7. Радиоканал цветного телевизора.
8. Нестандартный радиоканал цветного телевизора.
9. Синтез испытательных сигналов для визуальной настройки цветных
телевизоров.
10. Канал
записи-воспроизведения
аналогового
(или
цифрового)
видеомагнитофона.
11. Цветной телевизор с модулем «кадр в кадре» и двумя радиоканалами.
12. Многостандартный и (или) многосистемный цветной телевизор.
13. Проекционное воспроизводящее устройство (телевизор).
14. Аппаратная современного телецентра.
15. Распределительная сеть ТВ программ в сантиметровом (или
миллиметровом) диапазоне волн.
16. Корректор резкости (или четкости) цветного телевизора.
112
17. Устройство повышения отношения ТВ сигнала к флуктуационному шуму.
18. Формирователь сигнала стереоцветного телевидения с уменьшенным
уровнем перекрестных помех.
19. Декодер сигнала стереоцветного телевидения.
20. Синхронная сеть наземного цифрового ТВ вещания по стандарту DVB.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ,
НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
1. Программно-аппаратный
комплекс
по
генерированию
телекоммуникационных сигналов, моделированию систем передачи, включая
телевизионные, и другими функциями (разработан на кафедре СТК БГУИР).
2. Программное обеспечение для частотных присвоений в КТВ (разработано
на кафедре СТК БГУИР).
3. Программное обеспечение для расчета комбинационных продуктов в сетях
КТВ (разработано на кафедре СТК БГУИР).
4. Программное обеспечение для расчета зон обслуживания в наземном
цифровом ТВ вещании по стандарту DVT-T (разработано на кафедре СТК
БГУИР).
5. Демонстрационные макеты и промышленные образцы ТВ аппаратуры:
6. Передающие и приемные трубки и устройства к ним.
7. Четырехкамерная прикладная ТВ установка (ПТУ).
8. Малогабаритная ПТУ с передающей трубкой на ПЗС.
9. Камерный канал черно-белого телевидения (типа АТК).
10. Генераторы испытательных ТВ сигналов по системам СЕКАМ и ПАЛ.
11. Цветные телевизоры различных поколений, в том числе с декодерами
сигналов телетекста, модулем кадр в кадре (PIP и вторым радиоканалом, макет
разработан на кафедре СТК).
12. Видеомагнитофон с записями эталонных цветных тест изображений и
достижений в области телевидения.
13. Транскодер ПАЛ-СЕКАМ.
14. ТВ камера с видеомагнитофоном (камкордер).
15. CD-ROM фирмы Snell & Wilcox с эталонной тест таблицей MPEG-2.
16. Приемные установки аналоговых и цифровых сигналов спутникового
телевидения (ЧМ с ЧРК; DVB-S/MPEG-2 и D2-MAC).
17. Приемная установка сигналов системы MMDS.
18. Волоконно-оптическая система передачи ТВ сигналов (разработка кафедры
СТК).
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Телевидение: Учебник для вузов /Под ред. В.Е. Джаконии – М.: Радио и
связь, 2000.
113
2. Ткаченко А.П., Капуро П.А., Хоминич А.Л. Цифровое представление
сигналов изображения и звукового сопровождения: Учеб. пособие по ТВ
дисциплинам для студ. спец. «Системы радиосвязи, радиовещания и
телевидения»,
«Многоканальные
системы
телекоммуникаций»,
«Радиотехника», «Радиоэлектронные системы» и «Радиоинформатика». – Мн.:
БГУИР, 2003.
3. Телевизионная техника. В книге: Бытовая радиоэлектронная техника:
Энциклопедический справочник /Под ред. А.П. Ткаченко – М.: БелЭн., 1995.
4. Ткаченко А.П. Цветное телевидение. – Мн.: Беларусь, 1981.
5. Кириллов В.И., Ткаченко А.П. Телевидение и передача изображений:
Учебное пособие для вузов. – Мн.:Выш. шк., 1988.
6. Ткаченко А.П., Кириллов В.И. Техника телевизионных измерений:
Учебное пособие для вузов. – Мн.:Выш. шк., 1976.
7. Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения: Учебник для вузов.- СПб.:
Лань, 1998.
8. Домбругов Р.М. Телевидение: Учебник для вузов. –2-е изд., перераб. и доп.
К.:Выщ. шк., 1988.
9. Певзнер Б.М. Качество цветных телевизионных изображений. – 2-е изд.,
доп. и перераб. – М.: Радио и связь, 1988.
10. Ткаченко А.П., Хоминич А.Л. Повышение качества изображения и
звукового
сопровождения:
Учеб.
пособие
для
студ.
спец.
«Телекоммуникационные системы», «Радиотехника» и «Радиотехнические
системы». В 2 ч. Ч.1: Тракты промежуточной частоты изображения и звукового
сопровождения. – Мн.: БГУИР, 2001.
11. Капуро П.А., Ткаченко А.П. Системы кабельного телевидения:
Методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Мн.:
БГУИР, 1997.
12. Реушкин Н.А. Системы коллективного телевизионного приема. - М.:
Радио и связь,1998.
13. Хохлов Б.Н. Декодирующие устройства цветных телевизоров. - 3 изд.,
перераб. и доп. - М.: Радио и связь,1998.
14. Вайда З. Современная видеозапись: Пер.с венг. - М.: Радио и связь, 1987.
15. Ершов К.Г. Дементьев С.Б. Видеооборудование: Справ. пособие.- СПб.:
Лениздат,1993.
16. Проектирование и техническая эксплуатация телевизионной аппаратуры:
Учеб.пособие для вузов/Под ред. С.В. Новаковского - М.: Радио и связь,1994.
17. Новаковский С.В. Цвет на экране телевизора. Основы телевизионной
колориметрии: Учеб. пособие для вузов – М.: Радио и связь, 1997.
18. Новаковский С.В. Сборник задач по основам техники телевидения: Учеб.
пособие для вузов – М.: Радио и связь, 1998.
19. Шерайзин С.М. Адаптивная коррекция и фильтрация телевизионного
сигнала.- М.: Радио и связь, 1987.- 88с.
20. Телевизионные передающие камеры/ В.А. Петропавловский, Л.Н.
Постникова, А.Я. Хесин, А.Л. Штейнберг .-М.: Радио и связь, 1988.
21. Ибрагим К.Ф. Телевизионные приемники: Пер. с англ. - М.: Мир, 2000.
114
22. Ильинков В.А. Основы фотометрии. Ч. 1: Характеристики оптического
излучения. Оптические характеристики веществ и тел: Учеб. пособие для студ.
спец. "Телекоммуникационные системы". – Мн.:БГУИР, 1994.
23. Ильинков В.А. Основы фотометрии. Ч. 2: Источники оптического
излучения: Учеб. пособие для студ. спец. "Телекоммуникационные системы". Мн.: БГУИР.1996.
24. Кривошеев М.И., Федунин В.Г. Интерактивное телевидение. – М.: Радио и
связь, 2000.
25. Локшин Б.А. Цифровое вещание: от студии к телезрителю. – М.: Компания
Сайрус Системс, 2001.
26. Брайтс Р. Справочник по цифровому телевидению. – Жуковский: «ЭРА»,
2001.
27. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое
телевизионное вещание: основы, методы, системы. – М.: НИИР, 2001.
28. Мамчев Г.В. Стереотелевизионные устройства отображения информации. М.: Радио и связь,1983.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Игнатьев Н.К. Дискретизация, и её приложения. - М.:Связь,1980.
2. Телевизионная техника: Справочник /Под ред. Ю.Б.Зубарева и Г.Л.
Глориозова– М.: Радио и связь, 1994.
3. Кривошеев М.И. Основы телевизионных измерений. – 3-е изд., перераб. и
доп. – М.: Радио и связь, 1989.
4. Птачек М. Цифровое телевидение. Теория и техника. Пер. с чешск. - М.:
Радио и связь,1990.
5. Цифровое кодирование телевизионных изображений/ Под ред. И.И.
Цуккермана – М.: Радио и связь, 1981.
6. Цифровое телевидение/Под ред. М.И Кривошеева. – М.: Связь, 1980.
7. Лямичев И.Я. Устройства отображения информации с плоскими экранами.
- М.: Радио и связь, 1983.
8. Афанасьев А.П., Самохин В.П. Бытовые видеомагнитофоны. - М.: Радио и
связь, 1989.
9. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Бытовые видеомагнитофоны формата
VHS. Ч. 1.- СПб.:1994..
10. Макарцев В.В., Хесин А.Я., Штейнберг А.Л. Большеэкранные
видеосистемы.- М: СП"Панас", 1993.
11. Новаковский С.В. Современные методы формирования телевизионных
изображений: Конспект лекций. - М.: МИС,1 990.
12. Новаковский С.В. Стандартные системы цветного
телевидения.М.:Связь,1976.
13. Новаковский С.В., Котельников А.В. Новые системы телевидения.
Цифровые методы обработки видеосигналов. - М.: Радио и связь,1992.
14. Кабельное телевидение/Под ред. В.Б. Витевского.- М.: Радио и связь,1994.
15. Хромов Л.И., Цацулина А.К., Куликов А.Н. Видеоинформатика. Передача
и компьютерная обработка видеоинформации. - М.: Радио и связь,1991.
115
16. Барабаш П.А,, Воробьёв С.П., Махровский О.В., Шибанов В.С.
Мультисервисные сети кабельного телевидения / Под ред. В.С. Шибанова.СПб.: Наука, 2000.
17. Цифровая обработка телевизионных и компьютерных изображений /Под
ред. Ю.Б.Зубарева и В.П.Дворковича. - 2-е изд, перераб. и доп.- М.: НАТ, 1997.
18. Англо-русский словарь по телевидению, аудио- и видеотехнике /Авторы
составители А.П.Ткаченко, В.Н.Цацулин./Под ред. А.П.Ткаченко.-Мн.:БелЭн,
1998 .- 576с.; 2-е изд. - 1999.- 576с.
19. Синепол В.С., Цикин И.А. Системы компьютерной видеоконференцсвязи.
– М.: ООО «Мобильные коммуникации», 1999.
20. Хоминич А.Л., Ткаченко А.П. Способы построения каналов звукового
сопровождения в ТВ - приемниках повышенного качества // Известия
Белорусской инж. академии. Спец. выпуск. Материалы II межд. НТК
«Современные средства связи». –1997. №1(3)/1. –С.171-175.
21. Хоминич А.Л., Ткаченко А.П., Азиз Т. Системы стереофонического
звукового сопровождения в телевидении // Радиотехника и электроника:
республ. межвед. сб. науч. трудов. –Мн.: БГУИР, 1999. –Вып.24. - С.3-10.
22. Капуро П.А., Ткаченко А.П., Азиз Т. Принципы построения устройств
отображения стереоизображений // Радиотехника и электроника: республ.
межвед. сб. науч. трудов. –Мн.: БГУИР, 1999. –Вып.24. - С.11-28.
23. Ткаченко А.П., Капуро П.А., Азиз Т. Нестандартный радиоканал цветного
телевизора // Радиотехника и электроника: республ. межвед. сб. науч. трудов. –
Мн.: БГУИР, 1999. –Вып.24. – С.135-139.
24. Капуро П.А., Липкович Э.Б., Ткаченко А.П. Стратегия построения сетей
наземного цифрового ТВ вещания // Радиотехника и электроника: республ.
межвед. сб. науч. трудов. – Мн.: БГУИР, 2001. – Вып.25.
25. Патент РБ №3113. Способ настройки фильтра коррекции высокочастотных
предыскажений в телевизоре цветного изображения /А.П.Ткаченко. Официальный бюллетень, 1994. - №4. – С.181
26. А.с. 902321,1163487 (СССР). Способ формирования цифрового ТВ сигнала
/А.П. Ткаченко и др. – Бюллетень изобретений, 1982. - №4; 1985. - №23.
27. А.с. 760487, 803129, 831816, 882026 (СССР). Способы и устройства для
передачи и приема стереоцветных ТВ изображений /А.П. Ткаченко и др. –
Бюллетень изобретений, 1980. - №32; 1981.- №5; 1981.- №10; 1981. - №42.
28. Ткаченко А.П., Капуро П.А., Ключник С.К. Частотное планирование в
системах кабельного телевидения //1-я республиканская НТК «Цифровое
телевизионное и радиовещание»: тезисы докладов. – Минск - Раубичи, 14-16
апреля 1999. – С.48-51.
29. Патент РБ № 4608. Способ проверки правильности матрицирования
цветоразностных сигналов /А,П. Ткаченко, П.А. Капуро, А.К. Дунаев. Официальный бюллетень, 2002. - №3 (34). – С.192.
116
Утверждена
УМО вузов Республики Беларусь
по образованию в области информатики
и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-39-069/тип.
РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям 1-39 01 01 Радиотехника,
1-39 01 02 Радиоэлектронные системы,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
117
Составители:
А.М. Бригидин, доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат технических наук;
В.В. Ползунов доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат технических наук;
Г.И. Ясюля доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования
«Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»,
кандидат технических наук.
Рецензенты:
Кафедра приемно-передающих устройств Военной Академии Республики
Беларусь (протокол № 2 от 25.02.2003 г.);
Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования
«Высший государственный колледж связи» (протокол № 6 от 19.02.2003 г.);
Г.А. Калашников, заведующий кафедрой радиоэлектроники Учреждения
образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж»,
кандидат технических наук
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 8 от 10.03.2003 г.)
Научно-методическим советом по группе специальностей 1-39 01 Схемы
радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по
образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от
26.05.2003 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.108-98
Ответственный за редакцию: Т.Н. Крюкова
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
118
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа по дисциплине «Радиопередающие устройства»
разработана для студентов высших учебных заведений для специальностей
1-39 01 01 Радиотехника, 1-39 01 02 Радиоэлектронные системы, 1-45 01 02
Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения в соответствии с
Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.108-98.
В результате освоения курса «Радиопередающие устройства» студент
должен
знать:
- принципы работы и теорию радиоэлектронных устройств генерирования,
усиление и формирования колебаний радиочастоты;
уметь:
- осуществлять схемотехническое проектирование этих устройств;
- выполнять расчёты, связанные с выбором параметров элементов,
обеспечивающих реализацию требований, предъявляемым к разрабатываемым
устройствам;
- определять параметры и характеристики спроектированных устройств;
- производить настройку каскадов радиопередатчика.
Программа рассчитана на объем 150 часов, из них аудиторных - 100
часов.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Предмет, содержание и последовательность изложения разделов курса,
его связь с другими дисциплинами учебного плана.
Радиосигнал и его характеристики.
Назначение и области применения радиопередающих устройств (РПдУ).
Основные этапы развития. Основные требования, предъявляемые к РПдУ:
Энергетические показатели, характеристики электромагнитной совместимости,
качественные
показатели.
Классификация
РПдУ.
Международное
сотрудничество в области радиосвязи.
Раздел 1. УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ
ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
Колебательные цепи генераторов: резонаторы на отрезках длинных
линий, торроидальные резонаторы, коаксиальные резонаторы, волноводные
резонаторы, полосковые резонаторы.
Структурная схема генератора с внешним возбуждением (ГВВ). Баланс
мощностей ГВВ. Типы и области применения различных активных элементов;
статистические характеристики активных элементов и их аппроксимация.
Режим работы активных элементов. Регулирование и нагрузочные
119
характеристики ГВВ. Цепи согласования с нагрузкой. Особенности работы ГВВ
на комплексную нагрузку. Использование ключевого и биполярного режимов
работыв транзисторных ГВВ. Основы инженерного расчёта и автоматизации
проектирования ГВВ.
Зависимость токов и энергетических показателей транзисторного
генератора от частоты. Влияние питающих напряжений на режим ГВВ. Основы
инженерного расчёта на режим ГВВ с учётом инерционных явлений.
Особенности применения ЭВМ при проектировании транзисторных ГВВ.
Общие принципы построения схем ГВВ. Выходные цепи ГВВ,
согласование генератора с нагрузкой. Фильтрация высших гармоник. Схемы
входных ГВВ.
Области применения умножителей чистоты. Умножители частоты с
безинерционными усилительными элементами. Особенности умножителей
чистоты на инерционном нелинейном четырехполюснике.
Особенности и основные свойства радиочастотных трактов, построенных
по принципу сложения мощностей генераторов. Параллельное включение
усилительных элементов и двухтактные схемы. Схемы сложения мощности
произвольного числа генераторов. Мостовые схемы сложения мощностей.
Блочно-модульный
принцип
построения
мощных
широкополосных
транзисторных усилителей. Сложение мощностей генераторов в пространстве.
Основные ограничения на широкополосные свойства ламповых и
транзисторных усилителей. Схемы широкополосных усилителей (ШПУ):
корректированные усилители, усилители с распределенным усилением,
усилители с раздельным усилением в смежных полосах диапазона. ШПУ на
трансформаторах с ферритами. Особенности работы широкополосных
усилителей на комплексную нагрузку. Фильтрация высших гармоник в
широкополосных усилителях. Основы инженерного расчета и автоматизация
проектирования широкополосных усилителей.
Раздел 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ АВТОГЕНЕРАТОРОВ
Требования,
предъявляемые
к
автогенераторам.
Уравнение
стационарного режима в автогенераторе. Обобщенная трехточечная схема
автогенератора.
Выбор
режима
работы
усилительного
элемента.
Многочастотные и шумовые автогенераторы, их применение. Синхронизация
автогенератора внешним сигналом. Принципы самосинхронизации. Полоса
синхронизации.
Применение
синхронизации
и
самосинхронизации
автогенераторов в РПдУ.
Одноконтурные
схемы
автогенераторов,
области
применения,
особенности расчета. Многоконтурные автогенераторы. Автогенераторы с
компенсацией инерционности активных элементов. Эквивалентная схема
кварцевого резонатора. Схемы кварцевых автогенераторов и особенности их
расчета. Гибридные и интегральные схемы автогенераторов. Автогенераторы с
устройствами на поверхностных акустических волнах.
120
Влияние дестабилизирующих факторов и изменений элементов схемы на
частоту колебаний. Условия обеспечения высокой стабильности частоты.
Мгновенная и средняя частота, их статистические характеристики.
Кратковременная и долговременная нестабильность частоты. Влияние
нестабильности частоты на работу радиотехнических устройств и систем.
Основные характеристики синтезатора частоты. Методы синтеза
дискретной сетки частот. Пассивные синтезаторы. Аналоговые синтезаторы с
фазовой автоподстройкой частоты. Цифровые синтезаторы частоты с кольцом
фазовой автоподстройки. Применение микропроцессоров в цифровых
синтезаторах. Синтезаторы на основе квантовых стандартов частоты.
Раздел 3. УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ
ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
Определение и классификация модуляции, основные характеристики
радиосигналов. Амплитудная модуляция, импульсная модуляция. Полярная
модуляция. Радиосигналы с частотной и фазовой модуляцией (ЧМ и ФМ).
Дискретные виды модуляции. Области применения различных видов
модуляции.
Модуляция смещением, анодная и коллекторная модуляция.
Статистические
модуляционные
характеристики.
Модуляция
на
многоэлектродных лампах. Комбинированные виды модуляции. Основные
энергетические показатели, схемы осуществления. Усиление модулированных
колебаний. Искажения при амплитудной модуляции.
Основные методы и схемы осуществления фазовой модуляции. Прямые и
косвенные методы частотной модуляции, схемы осуществления и их
сравнительные характеристики. Методы формирования сложных ФМ и ЧМ
сигналов (линейная частотная модуляция, шумоподобные сигналы).
Основные особенности однополосной модуляции. Методы формирования
однополосного сигнала. Основные элементы устройств формирования
однополосного сигнала.
Амплитудная модуляция. Частотная и фазовая манипуляции,
относительная фазовая телеграфия, основные характеристики , методы
осуществления. Преобразования сигналов при дискретных видах модуляции.
Основные требования к возбудителям радиопередатчиков. Особенности
формирования радиосигналов в возбудителях. Возбудители с синтезаторами
частоты.
Раздел 4. УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ
РАДИОСИГНАЛОВ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ И ОПТИЧЕСКОГО
ДИАПАЗОНА ВОЛН
Особенности режимов активных элементов и колебательных систем
генераторов СВЧ диапазона. Конструкции и особенности расчета генераторов
на коаксиальных, полосковых и микрополосковых линиях. Микрополосковые
121
усилители
СВЧ.
Регулировочные
и
нагрузочные
характеристики
автогенераторов СВЧ. Интегральные и гибридно-интегральные схемы СВЧ
генераторов. Применение ЭВМ при проектировании СВЧ генераторов.
Принцип действия лавинно-пролетного диода (ЛПД), режимы работы
ЛПД, основные энергетические соотношения. Механизм возникновения
отрицательной проводимости в диодах с междолинным переходом. Режимы
работы диодов Ганна. Основные энергетические параметры генераторов.
Схемы и конструкции генераторов на ЛПД и диодах Ганна.
Обобщённая схема умножителя частоты на двухполюсных нелинейных
элементах. Эквивалентная схема варактора. Двухконтурные умножители
частоты, схема, основные характеристики. Умножители частоты с
ненагруженными контурами.
Основные показатели и области применения отражательных клистронов.
Характеристики пролётных усилительных клистронов. Умножительные
клистроны. Модуляция в пролётных клистронах.
Области применения и основные характеристики ламп бегущей волны
(ЛБВ). ЛБВ типа “0” и типа “М”. Энергетические соотношения для ЛБВ типа
“0”. Регулировочные характеристики усилителей на ЛБВ. Модуляция в ЛБВ.
Области
применения
магнетронов.
Рабочие
и
нагрузочные
характеристики магнетронов. Платинотронные генераторы. Платинотрон в
режиме амплитрона и стабилотрона. Модуляция магнетронных и
платинотронных генераторов. Особенности конструкции и основные
характеристики митронного генератора.
Квантовые генераторы, инженерная теория, основные энергетические
соотношения. Модуляция квантовых генераторов. Оптические линии связи.
Раздел 5. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ
УСТРОЙСТВ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ
Классификация связных и телеметрических радиопередатчиков.
Модуляционные устройства передатчиков. Автоматическое управление
радиопередающим устройством. Радиопередающие комплексы систем связи.
Передатчики сотовых систем связи.
Структурные схемы телевизионных передатчиков изображения и
звукового сопровождения. Особенности осуществления модуляции. Наземные
и космические ретрансляторы. Передатчики для радиорелейной и
тропосферной связи.
Классификация радиолокационных и радионавигационных передатчиков.
Структурных схемы передатчиков. Особенности построения высокочастотных
трактов передатчиков. Передатчики с фазированными антенными решётками.
Виды и причины возникновения паразитных колебаний. Паразитное
самовозбуждение за счёт обратной связи. Возникновение паразитных
колебаний радиочастотных трактов.
122
Понятие об электромагнитной совместимости (ЭМС) передатчиков и
других элементов в системах связи, расположенных в непосредственной
близости. Классификация побочных излучений.
Побочные излучения, возникающие в процессе формирования несущей,
излучения, обусловленные паразитной модуляцией, шумовые излучения.
Интермодуляционные излучения. Методы уменьшения побочных излучений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Перспективы развития теории и техники РПдУ.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Структурные схемы радиопередающих устройств.
2. Использование аппроксимированных характеристик для расчёта режимов
активных элементов.
3. Влияние питающих напряжений и сопротивления нагрузки на режим
активного элемента в усилителе мощности.
4. Колебательные цепи генераторов.
5. Построение схем резонансных ГВВ.
6. Регулировочные характеристики автогенераторов.
7. Построение схем автогенераторов.
8. Электрический расчёт автогенератора.
9. Способы осуществления ЧМ.
10. Электрический расчёт частотного модулятора.
11. Транзисторный усилитель СВЧ мощности по схеме с общей базой и его
расчёт.
12. Диодные СВЧ генераторы.
13. Расчёт генератора на диоде Ганна.
14. Расчёт характеристик синхронизированных генераторов.
15. Побочное излучение РПдУ.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Исследование генераторов с внешним возбуждением.
2. Исследование цепей согласования выходных каскадов ГВВ.
3. Транзисторные автогенераторы.
4. Исследование стабильности частоты транзисторных автогенераторов.
5. Исследование генератора дециметрового диапазона волн.
6. Исследование амплитудной модуляции в транзисторных генераторах.
7. Частотно-модулированный автогенератор.
8. Радиопередатчик низовой связи.
9. Исследование характеристик генератора на диоде Ганна.
10. Импульсный модулятор с частичным разрядом накопителя.
11. Импульсный модулятор с полным разрядом накопителя.
123
12. Исследование генератора на ЛБВ.
13. Исследование модулятора с полным и частичным разрядом накопителя на
магнетроне.
14. Оптический передатчик для волоконно-оптической линии связи.
ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ РАБОТ
В курсовом проекте предусматривается выполнение расчёта основных
каскадов и эскизное проектирование передатчиков радио и оптического
диапазонов волн на транзисторах, полупроводниковых диодах, лампах или
других электронных приборах, в том числе с микропроцессорными системами
настройки и регулирования. Курсовое проектирование, как правило,
проводится с широким использованием средств современной вычислительной
техники.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Радиопередающие устройства: Учебник
В.В. Шахгильдяна – М.: Радио и связь, 1996.
для
вузов
/
Под
ред.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Устройства генерирования и формирования радиосигналов / Л.А. Белов,
В.А. Богачёв, М.В. Благовещенский и др. Под ред. Г.М. Уткина, В.Н. Кулешова,
М.В. Благовещенского. – М.: Радио и связь, 1994.
2. Петров Б.Е., Романюк В.А. Радиопередающие устройства на
полупроводниковых приборах. – М.: Высш. шк., 1989.
3. Проектирование радиопередатчиков / В.В. Шахгильдян, В.А. Власов,
В.Б. Козырев и др. Под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 2000.
4. Шумилин М.С., Козырев В.Б., Власов В.А.. Проектирование
транзисторных каскадов передатчиков. – М.: Радио и связь, 1987.
124
Утверждена
УМО вузов Республики Беларусь
по образованию в области информатики
и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-39-063/тип.
РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям 1-39 01 01 Радиотехника,
1-39 01 02 Радиотехнические системы,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
125
Составители:
А.Е. Курочкин, доцент кафедры радиотехнических устройств Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат технических наук,
И.Ю. Малевич, доцент кафедры радиотехнических устройств Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат технических наук.
Рецензенты:
М.Т.
Кохно,
заведующий
кафедрой
«Терминальные
устройства
телекоммуникационных систем» Учреждения образования «Высший
государственный колледж связи», доцент;
А.А. Арчаков, главный метролог Белорусского государственного института
метрологии, старший научный сотрудник, кандидат технических наук;
Н.И. Шатило, заведующий
кафедрой «телекоммуникационных систем»
Учреждения образования «Высший государственный колледж связи», доцент,
кандидат технических наук;
Г.А. Калашников, заведующий кафедрой радиоэлектроники Учреждения
образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж»,
кандидат технических наук;
Кафедра «Терминальные устройства телекоммуникационных систем»
Учреждения образования «Высший государственный колледж связи»
(протокол № 2 от 31.03.2003 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиотехнических
устройств Учреждения образования
«Белорусский
государственный
университет
информатики
и
радиоэлектроники» (протокол № 9 от 03.03.2003 г., протокол № 8 от
22.04.2002 г.);
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 17 от 10.06.2002 г.);
Научно-методическим советом по группе специальностей 1-39 01 Схемы
радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по
образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от
26.05.2003 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.108-98
Ответственный за редакцию: Т.Н.Крюкова
Ответственный за выпуск: Ц.С.Шикова
126
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа «Радиоприемные устройства» разработана в
соответствии с образовательным стандартом РД РБ 02100.5.108-98 для
студентов специальностей 1-39 01 01 Радиотехника, 1-39 01 02
Радиоэлектронные системы, 1-45 01 02 Системы 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.
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;
127
приобрести навыки:
- проектирования, синтеза приемных трактов с заданными характеристиками;
- контроля характеристик и экспериментальных исследований РПУ.
Для специальности 1-39 01 01 Радиотехника 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 1-39 01 02 Радиоэлектронные системы программа
рассчитана на объем 150 учебных часа, в том числе 100 аудиторных часов.
Для специальности 1-45 01 02 Системы 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 1-39 01 01
№
пп
1
1.
1.1.
1.2.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
3.
3.1
3.2.
3.3.
3.4.
4.
4.1.
128
Наименование
темы
2
Раздел 1. Общие сведения о
радиоприемных
устройствах
Основные определения и
классификация РПУ
Основные характеристики и
параметры
приемных
трактов
Раздел
2.
Помехи
радиоприему
Общая
характеристика
помех
Шумы
пассивных
элементов
Шумы активных элементов
Раздел
3.
Устройства
согласования
и
предварительной селекции
Согласование в цепях с
сосредоточенными
параметрами
Входные
цепи
с
сосредоточенными
параметрами
Согласование в цепях с
распределенными
параметрами
Устройства согласования
Раздел
4.
Усилители
радиосигналов (УРС)
Теория
УРС
с
сосредоточенными
параметрами
Лекции
(часы)
3
Практические
занятия (часы)
4
Таблица 1.
Лабораторные
Всезанятия (часы) го
5
6
2
2
2
2
4
8
2
2
2
2
2
2
4
2
2
8
2
2
4
8
2
2
2
2
2
2
4
8
1
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
5.
5.1.
5.2.
5.3.
6.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
7.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
8.
8.1.
8.2.
2
характеристики
3
2
УРС диапазона СВЧ
4
2
2
Шумовые
УРС
Типовые схемы УРС
УРС с отрицательным сопротивлением
Раздел 5. Каскады с
переменными параметрами
Реактивные
преобразователи частоты
Резистивные
преобразователи частоты
Типовые
схемы
преобразователей частоты
Раздел
6.
Детекторы
приемных каналов
Амплитудные детекторы
Режимы работы диодных
детекторов
Искажение сигналов в АМ
детекторах
Синхронные АМ детекторы
Фазовые детекторы
Частотные детекторы
Раздел
7.
Устройства
управления
и
регулирования в приемных
каналах.
Регулировка
частоты
настройки
Системы автоматической
подстройки частоты
Способы
регулировки
усиления в каскадах РПУ
Системы автоматической
регулировки
усиления
(АРУ) и автоматической
регулировки
чувствительности (АРЧ)
АРУ с обратной связью
Раздел 8. Особенности
построения
РПУ
для
различных
видов
радиосигналов
Приемники АМ сигналов
Приемники с магнитной
антенной
4
Продолжение таблицы 1
5
6
2
4
8
4
2
2
4
6
2
4
6
2
2
2
2
2
1
4
4
7
2
2
2
2
2
2
1
2
2
3
2
1
3
2
2
2
1
3
2
2
2
4
6
4
2
4
8
2
129
1
8.3.
2
Особенности
РПУ
с
активными антеннами
8.4. Приемники ЧМ сигналов
8.5. Порогоснижающие методы
приема
8.6. Приемники магистральных
линий связи
8.7. Прием
дискретных
сигналов
8.8. Цифровые приемники
8.9. Цифровая
обработка
сигналов
8.10. Организация
цифрового
вещания
3
2
4
Окончание таблицы 1
5
6
2
2
2
4
6
2
2
2
2
4
6
2
2
2
2
2
2
Распределение часов для специальности 1-45 01 02
№
пп
1
1.
Наименование темы
2
(часы)
Лабораторные
занятия
(часы)
3
4
Лекци
и
Раздел 1. Принципы функционирова-
Таблица 2.
Всего
(часы)
5
6
ния и характеристики РПУ
1.1.
1.2.
1.3.
2.
2.1.
2.2.
3.
3.1
3.2.
130
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.
Основные технические характеристики и
параметры радиоприемных трактов.
Структуры и особенности построения
радиоприемных трактов
Раздел 2. Помехи радиоприему и методы
борьбы с ними
Общая характеристика помех. Методы
борьбы с помехами радиоприему. Общие
сведения. Классификация.
Действие флуктуационных, сосредоточенных и импульсных помех на РПУ и способы уменьшения их влияния.
Раздел 3. Устройства согласования и
предварительной селекции в РПУ
Согласование
в
РПУ.
Назначение,
классификация.
Типовые
схемы
и
конструкции согласующих устройств.
2
2
2
2
2
2
Входные цепи РПУ умеренно высоких
частот.
2
4
2
2
2
2
10
2
2
4
6
1
3.3.
4.
4.1.
4.2.
4.3.
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
6.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
7.
7.1.
7.2.
7.3.
8.
2
Входные цепи РПУ СВЧ диапазона.
Раздел 4. Усилители радиосигналов (УРС)
Теория УРС. УРС с сосредоточенными
параметрами.
УРС СВЧ диапазона
Полосовые УРС
Раздел 5. Преобразователи частоты (ПЧ)
Теория ПЧ.
Транзисторные ПЧ.
Диодные ПЧ.
ПЧ СВЧ диапазона
Раздел 6. Детекторы РПУ
Амплитудные детекторы.
Синхронные детекторы
Фазовые детекторы
Частотные детекторы
Раздел 7. Устройства управления и
регулирования в РПУ
Частотная настройка в РПУ. Системы
автоматической подстройки частоты
Автоматическая регулировка усиления
(АРУ) в РПУ
Автоматическая
регулировка
чувствительности (АРЧ) в РПУ
Раздел 8. Особенности РПУ различного
назначения. Радиовещательные РПУ Магистральные РПУ. РПУ СВЧ диапазона
2
Окончание таблицы 2
4
5
2
14
4
6
2
2
4
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
2
2
2
4
2
4
2
6
12
2
6
2
2
16
6
2
2
6
10
6
2
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
131
РАДИОПРИЕМНЫХ ТРАКТОВ (ДЛЯ 1-45 01 02)
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. Классификация.
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 преобразование 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.
132
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.
133
Многократное
преобразование
частоты.
преобразователей частоты (ПЧ) в РПУ.
Методика
расчета
числа
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,
характеристики.
принцип
действия.
Типовые
схемы.
Основные
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.
134
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 1-39 01 01
1.
2.
3.
Типовые схемы радиоприемных устройств.
Шумовые характеристики РПУ.
Устройства согласования и предварительной селекции.
135
4.
5.
6.
7.
8.
Усилители радиосигналов с сосредоточенными параметрами.
Усилители радиосигналов с распределенными параметрами.
Преобразователи частоты.
Детекторы радиосигналов.
Автоматические регулировки в РПУ.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1-39 01 02
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Типовые схемы радиоприемных устройств.
Шумовые характеристики РПУ.
Устройства согласования и предварительной селекции.
Усилители радиосигналов с сосредоточенными параметрами.
Усилители радиосигналов с распределенными параметрами.
Преобразователи частоты.
Детекторы радиосигналов.
Автоматические регулировки в РПУ.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1-39 01 01
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 1-39 01 02
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
136
Исследование входных цепей РПУ.
Исследование усилителей сигналов радиочастоты.
Исследование усилителей сигналов промежуточной частоты.
Исследование преобразователей частоты.
Исследование детекторов АМ сигналов
Исследование элементов РПУ ЧМ сигналов.
Исследование систем АРУ.
8.
Метрические испытания радиовещательного РПУ.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1-45 01 02
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Исследование входных цепей РПУ.
Исследование усилителей сигналов радиочастоты.
Исследование усилителей сигналов промежуточной частоты.
Исследование преобразователей частоты..
Исследование детекторов АМ сигналов
Исследование элементов РПУ ЧМ сигналов.
Исследование систем АРУ.
Метрические испытания радиовещательного РПУ.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ
ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1-45 01 01
1.
2.
3.
4.
Проектирование радиовещательного РПУ.
Проектирование связного РПУ.
Проектирование радиолокационного РПУ.
Проектирование РПУ магистральной связи.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1-39 01 02
1.
2.
3.
Проектирование радиовещательного РПУ.
Проектирование радиосвязного РПУ.
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.
137
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Радиоприемные устройства./ Под ред. А.П. Жуковского. - М.: Высш. шк.,
1989.
2. Палшков В.В. Радиоприемные устройства. - М.: Радио и связь, 1984.
3. Богданович Б.М., Окулич Н.И. Радиоприемные устройства. – Мн.: Выш.
шк., 1991.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Банков В.Н., Барулин Л.Г., Жодзишский М.И. и др. Радиоприемные
устройства/ Под ред. Л.Г. Барулина. - М.: Радио и связь, 1984.
2. Голубев В.Н. Оптимизация главного тракта приема РПУ.- М.: Радио и
связь, 1982.
3. Семенов К.А., Крылов Г.М., Кузьмин Б.И. и др. Судовые радиоприемные
устройства/Под ред. К.А. Семенова. - М.: Транспорт, 1984.
4. Проектирование радиолокационных приемных устройств. / Под ред. М.М.
Соколова. - М.: Высш. шк., 1984.
5. Сборник задач и упражнений по курсу радиоприемных устройств/ Под
ред. В.И. Сифорова. - М.: Радио и связь, 1984.
6. Головин О.В. Профессиональные РПУ декаметрового диапазона. - М.:
Радио и связь, 1985.
7. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. - М.: Радио и связь, 1986.
8. Побережский Е.С. Цифровые РПУ. - М.: Радио и связь, 1987.
9. Розанов Б.А., Розанов С.Б. Приемники миллиметровых волн.- М.: Радио и
связь, 1989.
10. Фуско В. СВЧ цепи. - М.: Радио и связь, 1990.
11. Рэд Э.Т. Справочное пособие по в/ч схемотехнике: схемы, блоки, 50-омная
техника: Пер. с нем. - М.: Мир, 1990.
12. Колесников В.М. Лазерная звукозапись и цифровое радиовещание. - М.:
Радио и связь, 1991..
13. Курочкин А.Е. Методы анализа и расчета аналоговых электронных
устройств: Метод. Пособие по курсовому и дипломному проектированию.-Мн.:
БГУИР, 1994.
14. Курочкин А.Е. Методы проектирования линейных активных фильтров:
Метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БГУИР,
1995.
15. Горбачев К.С., Рощупкин А.В. Радиоприемные устройства: термины,
параметры, ЭМС. Метод. пособие по РПУ. - Мн.: БГУИР, 1997.
16. ГОСТ 24375-80 Радиосвязь. Термины и определения.
17. Радиовещание и электроакустика: Учебн. пособие/Под ред. Ю.А.
Ковалгина. - М.: Радио и связь, 1998..
18. Методическое пособие по курсовому проектированию радиоприемных
устройств средств связи для студентов специальности “Радиотехника”/ А.Е.
Курочкин, Р.М. Коробов, И.Ю. Малевич, А.В. Рощупкин. - Мн.: БГУИР, 2000
138
19. Бытовая радиоэлектронная техника: Энциклопедический справочник.-Мн.:
Беларуская Энцыклапедыя, 1995.
20. Малевич И.Ю. Радиоприемные устройства. - Мозырь: Белый ветер, 2000.
21. Проектирование радиоприемных устройств/ Под ред. А.П.Сиверса. - М.:
Сов. радио, 1976.
23. Горшелев В.Д., Красноцветова З.Г., Федорцов Б.Ф. Основы
проектирования радиоприемников. -Л.: Энергия, 1977.
24. Белкин М.К. Справочник по учебному проектированию приемноусилитель-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.
139
140
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
1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения,
1-45 01 03 Сети телекоммуникаций
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
141
Составитель:
В.И. Воробьев, доцент кафедры сетей и устройств телекоммуникаций
Учреждения образования «Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук
Рецензенты:
В.А. Гущо доцент кафедры электротехники Военной академии Республики
Беларусь, кандидат технических наук, полковник;
Кафедра электротехники Военной академии Республики Беларусь (протокол
№ 4 от 21.12.2001 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой сетей и устройств телекоммуникаций Учреждения образования
«Белорусский
государственный
университет
информатики
и
радиоэлектроники» (протокол № 9 от 07.03.2002 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
142
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа «Электропитание систем телекоммуникаций»
(ЭПСТК) разработана для специальностей 1-45 01 01 Многоканальные
системы телекоммуникаций, 1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и
телевидения 1-45 01 03 Сети телекоммуникаций, высших учебных заведений.
Силовые
электропреобразовательные
устройства
и,
в
частности,
разнообразные источники вторичного электропитания (ИВЭП) составляют до
(70 - 80) % 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;
143
- 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.
144
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.
145
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.
146
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.
147
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов /А.А. Бокуняев, Б.В.
Горбачев, В.Е. Китаев и др.: Под ред. В.Е. Китаева. - М.: Радио и связь, 1988.
2. Китаев В.Е., Бокуняев А.А. Расчет источников электропитания устройств
связи: Учеб. пособие. - М.: Связь, 1979.
3. Алексеев О.В., Китаев В.Е., Шихин А.Я. Электротехнические устройства /
Под ред. А.Я. Шихина : Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат,
1981.
4. Иванов - Цыганов А.И. Электропреобразовательные устройства РЭС:
Учебн. для вузов по спец."Радиотехника". - 4-е изд., перераб. и доп.
М.: Высш. шк.,1991.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Источники электропитания РЭА: правочник / Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель,
Ч.И. Хусаинов и др. - М.: Радио и связь, 1985.
2. Функциональные устройства систем электропитания наземной РЭА. /В.В.
Авдеев, В.Г.Костиков, А.М.Новожилов, В.И. Чистяков; Под ред.
В.Г.Костикова. - М.: Радио и связь, 1990.
3. Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вторичного электропитания: Справочник. - М.: Радио и связь, 1992.
4. Кожарский Г.В., Орехов В.И. Методы автоматизированного проектирования источников вторичного электропитания. - М.: Радио и связь,1985.
148
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:
1-39 01 02 Радиоэлектронные системы,
1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций,
1-45 01 02 Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения,
1-45 01 03 Сети телекоммуникаций
Согласована с Учебно-методическим управлением
БГУИР
« 25 » октября 2004 г.
149
Составители:
В.Н. Левкович, заведующий кафедрой радиотехнических систем Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук;
Р.Г. Ходасевич, 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 № 3 от
20.10.2004 г.);
Н.И. Шатило, профессор кафедры телекоммуникационных систем
Учреждения образования «Высший государственный колледж связи», кандидат
технических наук
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 3 от 08.10 .2004 г.);
Кафедрой защиты информации Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 3 от 12.10 .2004 г.)
Научно-методическим советом по группе специальностей 1-39 01 Схемы
радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по
образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 2 от
18.10.2004 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО
вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и
радиоэлектроники (протокол № 2 от 18.10.2004 г.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальностям.
Ответственный за редакцию: Т.Н. Крюкова
Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова
150
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа «Цифровые и микропроцессорные устройства» разработана
для студентов специальностей 1-39 01 02 Радиоэлектронные системы, 1-45 01
01 Многоканальные системы телекоммуникаций, 1-45 01 02 Системы
радиосвязи, радиовещания и телевидения, 1-45 01 03 Сети 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.
151
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. Усилителиформирователи 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.
152
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 JKтриггере. 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.
153
Счетчики: суммирующие, вычитающие, реверсивные. Счетчики с
последовательным, параллельным и сквозным переносами. Двоичнодесятичные 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.
154
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 широтноимпульсной 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.
155
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
156
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.
157
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. Фролкин В.Т., Попов Л.Н. Импульсные и цифровые устройства: Учеб.
пособие для вузов. - М.:Радио и связь, 1992.
2. Ерофеев Ю.Н. Импульсные устройства: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш.
шк., 1989.
3. Зельдин Е.А. Импульсные устройства на микросхемах. - М.: Радио и связь,
1991.
4. Лихтциндер П.Я., Кузнецов В.Н. Микропроцессоры и вычислительные
устройства в радиотехнике. - Киев: Вища шк., 1988.
5. Сергеев Н.Р., Вашкевич Н.Р. Основы вычислительной техники: Учеб.
пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 1988.
6. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие
для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1991.
7. Богданович М.Н. и др. Цифровые интегральные микросхемы. -Мн.:Беларусь,
1996.
158
8. Левкович В.Н. Архитектура и основы программирования однокристальных
микроконтроллеров PIC16F84. - Мн.:БГУИР, 2002.
9. Сташин В.В. и др. Проектирование цифровых устройств на однокристальных
микроконтроллерах/ В.В. Сташин, А.В. Урусов, О.Ф. Мологонцева. - М.:
Энергоатомиздат, 1990.
10. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника.-СПб: БХВ, 2001.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Гольденберг Л.М. Импульсные устройства: Учебник для радиотехнических
специальностей вузов. М.:Радио и связь, 1981.
2. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника. – М.: Гелиос АРВ, 2002.
3. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.
4. Казаринов Ю.М. и др. Применение микропроцессоров и микроЭВМ в
радиотехнических системах. Учеб. пособие для радиотехн. спец. вузов. - М.:
Высш. шк., 1988..
5. Гуртовцев А.Л., Гудыменко С.В. Программы для микропроцессоров: Справ.
пособие. Мн.: Выш. шк., 1989. - 352 с.
6. Токхайм Р. Микропроцессоры: Курс и упражнения / Пер. с англ./ Под ред.
В.Н. Грасевича. - М.: Энергоатомиздат, 1987.
7. Однокристальные микроконтроллеры Microchip: PIC16c8x /Пер. с англ./Под
ред. А.Н. Владимирова. – Рига.:ORMIX, 1996.
8. Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. М.: Мир, 2001.
9. Микропроцессорные системы: Учебн. пособие для вузов/ Е.К. Александров,
Р.И. Грушвицкий и др. под общей редакцией Д.В. Пузанкова.-СПб:
Политехника, 2002.
10. Грушвицкий Р.И., Мурсаев А.Х., Угрюмов Е.П. Проектирование систем на
микросхемах программируемой логики.-СПб: БХВ, 2002.
159
СОДЕРЖАНИЕ
Введение в специальность
……………………
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
……………………
160
3
149
161
