Тема 2.3. УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ ПРИЕМА

УТВЕРЖДЕНА
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
09.12.2005
Регистрационный № ТД-39- 089/тип.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности 1-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации
Согласована с
Учебно-методическим управлением БГУИР
07.12.2005
3
СОСТАВИТЕЛЬ
В.А. Ильинков, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения
образования «Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники», кандидат технических наук, старший научный
сотрудник
РЕЦЕНЗЕНТЫ
Кафедра радиосвязи и радиовещания Учреждения образования “Высший
государственный колледж связи” (протокол № 5 от 05.12.2005);
С.М. Гунько, заместитель директора по научной работе Унитарного
предприятия “Научно-исследовательский институт цифрового телевидения”
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ
Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 7 от 22.11.2005);
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
1.11.2005)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
4
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа дисциплины “Телевизионные системы обработки
информации” разработана для специальности 1-39 01 04 Радиоэлектронная
защита информации высших учебных заведений. Она предусматривает
чтение лекций и проведение лабораторных занятий.
Цель преподавания дисциплины – изучение телевизионных (ТВ)
моделей, методов, систем и устройств формирования и обработки
информации.
Задачи изучения дисциплины - в результате изучения данной
дисциплины студент должен:
уметь:
–
характеризовать вещательные и прикладные ТВ системы и устройства;
–
анализировать физические и математические модели оптического
излучения и оптического изображения, физические и математические модели
ТВ аналоговых и цифровых видео- и радиосигналов;
знать:
–
современные методы, системы и устройства формирования и обработки
ТВ информации;
приобрести навыки:
–
практического использования полученных знаний при проектировании и
разработке систем и устройств различного назначения.
Дисциплина “Телевизионные системы обработки информации”
занимает важное место в системе подготовки инженеров по специальности I39 01 04 Радиоэлектронная защита информации, учитывая место и роль ТВ в
жизни современного общества и широкое использование методов обработки
ТВ информации при построении различных радиоэлектронных систем.
Программа рассчитана на объем 80 учебных часов. Примерное
распределение учебных часов по видам занятий: лекции – 48 часов;
лабораторные занятия – 32 часа.
Таблица
№
Наименование раздела
Лекции,
п.п.
час.
1. Раздел 1. Модели, методы и системы формирования ТВ
12
изображений и сигналов
2. Раздел 2. Модели, сети и системы передачи, распределения
6
и приема сигналов ТВ
3. Раздел 3. Модели и системы формирования и обработки сиг8
налов цветного ТВ обычного качества
4. Раздел 4.Модели и системы формирования и обработки сиг6
налов и изображений ТВ повышенного качества, высокой
четкости и стереоскопического ТВ
5. Раздел 5. Системы передачи дополнительной информации в
2
составе полного ТВ сигнала
5
№
Наименование раздела
п.п.
6. Раздел 6. Методы, стандарты и системы формирования,
обработки и передачи сигналов цифрового ТВ
7. Раздел 7. Методы, стандарты и системы формирования и
консервации ТВ программ
Лекции,
час.
10
4
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. МОДЕЛИ, МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ
ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ И СИГНАЛОВ
Тема 1.1. МОДЕЛИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И
ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
История развития ТВ. Энергетические и световые фотометрические
величины. Модели и законы отражения, поглощения и пропускания
оптического излучения. Модель пространственного восприятия приемником
окружающих объектов, назначение оптической системы. Модели и основные
характеристики оптической системы.
Тема 1.2. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ПЕРЕДАЧИ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Обобщенная модель системы передачи изображений. Физическая и
математическая
модели
оптического
изображения.
Принцип
последовательной передачи, пространственно-временное преобразование
оптического изображения. Синхронизация процессов анализа и синтеза
изображения, способы передачи сигналов синхронизации. Системы передачи
изображений мгновенного действия и с накоплением энергии.
Тема 1.3. ОБЩАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕНИЙ,
ОСНОВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ
Свойства и разновидности разверток. Модель формирования
электронного растра. Общая структура и классификация систем передачи
изображений. Тракт передачи вещательногоТВ, основные преобразования ТВ
сигналов. Отличительные особенности ТВ сигнала, модель схемы
восстановления постоянной составляющей. Тракт приема и распределения
вещательного ТВ: основные преобразования сигналов, модуляционная
характеристика кинескопа и полный ТВ сигнал на его входе. Замкнутые
системы ТВ, системы видеонаблюдения.
Тема 1.4. ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ УСТРОЙСТВА ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО И
ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ИНФОРМАЦИИ
Внешний и внутренний фотоэффекты, принцип накопления и их
применение в передающих ТВ трубках. Модели и основные характеристики
видиконов, плюмбиконов, преобразователей на приборах с зарядовой связью.
Камеры черно-белого и цветного ТВ. Модели и основные характеристики
6
черно-белых и цветных кинескопов. Безвакуумные воспроизводящие
устройства, проекционные системы.
Тема 1.5. СОГЛАСОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЛЕВИЗИОННОЙ СИСТЕМЫ И
ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА
Модель зрительной системы человека: построение, восприятие
яркости, пространственная и временная разрешающие способности. Шумы и
помехи в ТВ, влияние на ТВ изображение. Особенности восприятия шумов
зрительной системой, их использование при измерении отношения сигналшум. Оценка качества и искажения ТВ изображений. Согласованный выбор
технических характеристик ТВ системы.
Тема 1.6. МОДЕЛИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛНОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО
СИГНАЛА
Модель амплитудного спектра полного ТВ сигнала при передаче
изображений неподвижных объектов. Изменения амплитудного спектра при
передаче изображений подвижных объектов. Определение верхней и нижней
граничных частот спектра. Амплитудно-временная модель полного ТВ
сигнала по отечественному стандарту. Чересстрочная развертка:
преимущества и недостатки, структура синхрогенератора при построчной и
чересстрочной развертках.
Раздел 2. МОДЕЛИ, СЕТИ И СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ,
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Тема 2.1. МОДЕЛИ, СИСТЕМЫ И СТАНДАРТЫ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ
ТЕЛЕВИДЕНИЯ ПО РАДИОКАНАЛАМ
Диапазоны частот и радиосистемы передачи сигналов ТВ. Особенности
амплитудной модуляции с частичным подавлением одной боковой полосы.
Модели радиоканала с амплитудной модуляцией при синхронном
детектировании и детектировании по огибающей, требования к радиоканалу
передачи ТВ сигнала. Свойства и характеристики радиосигнала
вещательного ТВ. Радиоканалы наземного ТВ вещания, стандарты систем
черно-белого ТВ.
Тема 2.2. СЕТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Свойства и параметры сетей распределения ТВ сигналов. Модель сети
распределения на коаксиальном кабеле, особенности построения и
технические параметры основных функциональных блоков. Модель и
классификация сетей распределения ТВ сигналов с использованием
волоконно-оптического кабеля. Сети эфирно-кабельного ТВ.
Тема 2.3. УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ ПРИЕМА СИГНАЛОВ ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Приемник сигналов черно-белого ТВ, основные преобразования
сигналов и колебаний. Построение и свойства селекторов каналов.
Построение и свойства канала изображения. Построение и свойства канала
7
звукового сопровождения. Построение и свойства каналов синхронизации и
разверток ТВ приемника. Системы управления и регулирования в ТВ
приемнике.
Раздел 3. МОДЕЛИ И СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ
СИГНАЛОВ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ОБЫЧНОГО КАЧЕСТВА
Тема 3.1 МОДЕЛИ ВОСПРИЯТИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ЦВЕТА
Понятие и характеристики цвета. Модель и особенности цветового
зрения человека. Методы образования и законы аддитивного смешения
цветов. Измерение координат цвета. Цветовое векторное пространство.
Системы основных цветов RGB и XYZ, диаграмма цветностей МКО. Выбор
основных цветов приемника, стандартизация координат основных цветов и
опорного белого.
Тема 3.2. СОВМЕСТИМАЯ СИСТЕМА ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Структура передающей части совместимой системы цветного ТВ,
моделирование
требований
к
характеристикам
спектральной
чувствительности цветоделенных каналов. Построение и свойства
кодирующего устройства, эффект пространственно-временной компенсации
сигнала цветности. Построение и свойства декодирующего устройства,
варианты подачи сигналов на кинескоп. Модели и характеристики устройств
гребенчатой частотной фильтрации. Амплитудно-временные свойства
компонентов ТВ измерительного сигнала вертикальных цветных полос.
Тема 3.3. СИСТЕМА ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ NTSC
Формирование и частотно-временные свойства полного цветового ТВ
сигнала в системе NTSC. Построение и свойства кодирующего и
декодирующего устройств системы по европейскому стандарту. Особенности
системы NTSC по американскому стандарту, построение и свойства
кодирующего и декодирующего устройств. Дифференциально-фазовые
искажения в ТВ системе, преимущества и недостатки системы NTSC.
Тема 3.4. СИСТЕМА ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ PAL
Общие принципы построения системы PAL, выбор поднесущей
частоты сигнала цветности. Построение и свойства кодирующего устройства,
частотно-временные свойства полного цветового ТВ сигнала. Разновидности,
построение и свойства декодирующих устройств системы PAL. Разделение
спектров компонентов полного цветового ТВ сигнала, влияние неточности
задержки сигнала цветности на качество изображения. Преимущества и
недостатки системы PAL.
Тема 3.5. СИСТЕМА ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ SECAM
Общие принципы построения системы SECAM. Построение и свойства
кодирующего устройства, выбор и обоснование параметров частотной
8
модуляции
поднесущей
цветности.
Механизмы
повышения
помехозащищенности и совместимости системы SECAM. Формирование и
частотно-временные свойства полного цветового ТВ сигнала. Построение и
свойства декодирующего устройства. Канал цветовой синхронизации в
системе SECAM. Совместимость системы SECAM и ее чувствительность к
дифференциальным искажениям. Сравнительный анализ систем цветного ТВ
SECAM, PAL и NTSC.
Раздел 4. МОДЕЛИ И СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ
СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ ТЕЛЕВИДЕНИЯ ПОВЫШЕННОГО
КАЧЕСТВА, ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ И СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО
ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Тема 4.1. ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ПРИЕМНИК ПОВЫШЕННОГО КАЧЕСТВА
Свойства и разновидности систем телевидения повышенного качества
(ТПК). Модель ТВ приемника ТПК, основные преобразования сигналов.
Построение и свойства блока "кадр в кадре", включение блока в цифровой и
аналоговый каналы. Методы коррекции и фильтрации яркостного и
цветоразностных сигналов. Принципы построения блока преобразования
закона развертки. Построение и свойства цифровой шины управления I2C.
Построение и свойства систем ограничения среднего и пикового токов
кинескопа. Построение и свойства системы автоматического баланса белого.
Тема 4.2. СИСТЕМЫ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ПОВЫШЕННОГО КАЧЕСТВА
Общие принципы построения систем MAC, частотно-временные
преобразования яркостного и цветоразностных сигналов. Передача цифровых
данных и звуковых сигналов в системах C-, D-, D2-MAC, механизмы
повышения помехозащищенности. Система обусловленного доступа к
информации. Модель декодера системы MAC, основные преобразования
сигналов. Другие системы ТПК.
Тема 4.3. СИСТЕМЫ ТЕЛЕВИДЕНИЯ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ
Свойства, разновидности и стандарты систем телевидения высокой
четкости (ТВЧ). Частотно-временные свойства сигналов ТВЧ. Методы
передачи и распределения программ ТВЧ. Сравнительная характеристика
систем MUSE, HD-MAC, NYIT, DSC-HDTV.
Тема 4.4. СИСТЕМЫ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Стереоэффект, основные параметры стереоскопической ТВ системы.
Построение и свойства передающих камер стереоскопического ТВ.
Построение и свойства устройств синтеза стереоскопических изображений.
Разновидности и свойства систем стереоскопического ТВ, способы
формирования, передачи сигналов и синтеза изображения. Построение и
свойства систем многоракурсного и голографического ТВ.
9
Раздел 5. СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ
ИНФОРМАЦИИ В СОСТАВЕ ПОЛНОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО
СИГНАЛА
Тема 5.1. ПЕРЕДАЧА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ В СОСТАВЕ ПОЛНОГО
ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА
Принципы передачи дополнительной информации, требования к
сигналам передачи. Свойства и назначение элементов A, BX, CX, DX, EX,
GX и FX измерительных сигналов. Формирование и передача измерительных
сигналов испытательных строк, измеряемые параметры и характеристики.
Формирование и свойства измерительных сигналов для ТВЧ. Формирование
и свойства цифровых и универсальных измерительных сигналов.
Тема 5.2. СИСТЕМЫ ТЕЛЕТЕКСТА
Принципы построения и стандартизация систем телетекста, механизмы
повышения помехозащищенности. Свойства и характеристики системы
телетекста A. Свойства и характеристики системы телетекста B.
Формирование, передача и распределение сигналов телетекста. Построение и
свойства декодеров телетекста.
Раздел 6. МЕТОДЫ, СТАНДАРТЫ И СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ,
ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ЦИФРОВОГО
ТЕЛЕВИДЕНИЯ
Тема 6.1. ФОРМИРОВАНИЕ, ОБРАБОТКА И ПЕРЕДАЧА ЦИФРОВЫХ
ВИДЕОСИГНАЛОВ
Дискретизация и квантование ТВ сигнала, оптимальный выбор
уровней, шкалы и порога квантования. Аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразование сигнала изображения, форматирование
цифрового видеосигнала. Цифровая обработка сигналов и изображений:
временная компрессия, фильтрация, точечные и оконные операции. Способы
и канальные коды передачи цифровых видеосигналов по линиям связи.
Искажения цифровых видеосигналов, синхронизация передачи и приема.
Механизмы повышения помехозащищенности передачи. Параллельные и
последовательные цифровые видеоинтерфейсы. Особенности аналогоцифрового преобразования звуковых сигналов, последовательные цифровые
аудиоинтерфейсы, ввод аудиоданных в сигнал последовательного стыка.
Цифровые интерфейсы ТВЧ.
Тема 6.2. МЕТОДЫ И СТАНДАРТЫ ЦИФРОВОГО СЖАТИЯ ВИДЕО- И
АУДИОДАННЫХ
Обобщенная модель передачи видеоинформации, статистическая и
физиологическая избыточность. Сравнительная характеристика методов
цифрового сжатия видеоданных. Кодирование с преобразованием,
квантование и кодирование коэффициентов дискретно-косинусного
преобразования. Предфильтрация, устранение пространственной и
10
временной избыточности видеосигнала. Психоакустическая модель слуха,
полосное кодирование, квантование и распределение битов аудиоданных.
Основные свойства и характеристики стандарта JPEG цифрового сжатия
изображений. Состав, алгоритм обработки видеоданных и структура
видеопоследовательности в стандарте MPEG-1. Уровни обработки
аудиоданных, алгоритмы сжатия кодерами первого, второго и третьего
уровней. Формирование системного потока в стандарте MPEG-1.
Тема 6.3. СТАНДАРТ ЦИФРОВОГО СЖАТИЯ MPEG-2
Состав, алгоритм обработки видеоданных, уровни и профили стандарта
MPEG-2. Построение и свойства кодирующего устройства. Реализация
цифрового многопрограммного звукового сопровождения. Структура и
свойства транспортного потока стандарта MPEG-2. Формирование и
декодирование транспортного потока, передача данных пользователя и
дополнительной информации. Стандартные электрические интерфейсы для
транспортного потока. Передача транспортного потока по сетям ATM, SDH,
PDH и IP.
Тема 6.4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СТАНДАРТЫ ЦИФРОВОГО СЖАТИЯ
Состав
и
основные
свойства
стандарта
MPEG-4,
(де)мультиплексирование цифрового потока. Кодирование визуальных
объектов в стандарте MPEG-4, построение и свойства кодера и декодера
видеокадра. Кодирование звуковых объектов, структура масштабируемого
звукового кодека. Профили и уровни стандарта MPEG-4. Стандарт описания
метаданных MPEG-7.
Тема 6.5. СТАНДАРТЫ И СИСТЕМЫ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО
ВЕЩАНИЯ
Виды и свойства цифровой модуляции сигналов в системах цифрового
ТВ вещания. Проект, основные стандарты и таблицы информации о службах
группы DVB. Особенности спутникового ТВ вещания, обработка
транспортного потока и модуляция в стандарте DVB-S. Особенности
передачи и распределения цифровых радиосигналов по сетям кабельного ТВ,
обработка транспортного потока и модуляция в стандарте DVB-C.
Требования к стандарту DVB-T наземного цифрового ТВ вещания, выбор
вида и параметров модуляции. Построение и свойства кодирующего
устройства. Выполняемые функции, построение и свойства абонентского
приемника-декодера. Основные свойства и харатеристики стандарта ISDB
цифрового ТВ вещания. Основные свойства и характеристики стандарта
ATSC цифрового ТВ вещания. Условный доступ в системах цифрового ТВ
вещания. Перспективы развития и принципы построения интерактивных
систем ТВ вещания.
11
Раздел 7. МЕТОДЫ, СТАНДАРТЫ И СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И
КОНСЕРВАЦИИ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРОГРАММ
Тема 7.1. МЕТОДЫ, СТАНДАРТЫ И СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ
ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРОГРАММ
Переключение, объединение видеосигналов, создание цифровых
видеоэффектов. Компьютерные видеостандарты, векторная и растровая
графика, форматы графических файлов. Компьютерная графика и анимация,
двумерные системы. Трехмерная графика и анимация, матрицы. Компоновка
изображений, компьютерные системы видеомонтажа, медиа-сервер.
Переключение, объединение, регулирование уровней аудиосигналов.
Цифровые аудиопульты, архитектура звукового микшера. Цифровые
магнитофоны, рабочие станции цифровой звукозаписи, форматы
аудиофайлов.
Тема 7.2. МЕТОДЫ, СТАНДАРТЫ И СИСТЕМЫ КОНСЕРВАЦИИ
ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРОГРАММ
Особенности записи ТВ сигналов на магнитный носитель.
Классификация и общая характеристика форматов записи ТВ сигналов на
магнитную ленту. Свойства и характеристики магнитных, механических и
емкостных видеодисков. Принципы лазерной записи и воспроизведения.
Свойства и характеристики оптических дисков, видеопроигрыватели.
Технология накопителей на жестких дисках, стандарты интерфейсов для
накопителей на жестких дисках.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
1. Измерение и контроль параметров ТВ сигнала и изображения.
Исследование влияния помех на качество ТВ изображения.
2. Исследование основных закономерностей формирования растров.
3. Исследование сигналов совместимой системы цветного ТВ.
4. Исследование сигналов системы цветного ТВ SECAM.
5. Исследование сигналов системы цветного ТВ PAL.
6. Изучение схемы телевизора цветного изображения.
7. Исследование методов построения и принципа работы модуля “кадр в
кадре”.
8. Основы цифрового представления изображений. Исследование
основных преобразований при компрессии изображений
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ И
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1. Программно-аппаратные комплексы математического и физического
моделирования радиоэлектронных систем и устройств (в составе
12
электронного автономного модуля генерирования-имитации сигналов и
реакций, персональной ЭВМ и пакета прикладных программ
математического моделирования радиоэлектронных систем и устройств на
функциональном уровне) (разработка кафедры).
2. Лабораторные макеты по различным разделам курса (разработка кафедры).
3. Демонстрационные макеты и промышленные образцы ТВ аппаратуры.
3.1. Передающие и приемные трубки и устройства к ним.
3.2. Четырехкамерная прикладная ТВ установка.
3.3. Малогабаритная прикладная ТВ установка с передающей трубкой на
ПЗС.
3.4. Камерный канал черно-белого телевидения (в виде аудиторного ТВ
комплекса).
3.5. Генераторы испытательных ТВ сигналов по системам СЕКАМ и ПАЛ.
3.6. Цветные телевизоры различных поколений (в том числе с декодерами
сигналов телетекста и модулем кадр в кадре).
3.7. Видеомагнитофон.
3.8. Транскодер ПАЛ-СЕКАМ.
3.9. ТВ камера с видеомагнитофоном (камкордер).
3.10. Приемные установки аналоговых и цифровых сигналов спутникового
телевидения (ЧМ с ЧРК, DVB-S/MPEG-2 и D2-MAC).
3.11. Приемная установка сигналов системы MMDS.
3.12. Волоконно-оптическая система передачи ТВ сигналов (разработка
кафедры).
3.13. CD-ROM фирмы Snell & Wilcox с эталонной тест-таблицей MPEG-2.
4. Лабораторный практикум, контрольные задания для самостоятельной
работы студентов, плакаты по разделам курса (разработка кафедры).
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Телевидение: Учебник для ВУЗов/ Под ред. В.Е. Джаконии. – М.: Радио и
связь, 2003. – 640 с.
2. Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения: Учебник для ВУЗов. СПб.: Лань, 1998. – 288 с.
3. Бытовая радиоэлектронная техника: Энциклопедический справочник/ Под
ред. А.П. Ткаченко. - Мн.: БелЭн., 1995. – 832 с.
4. Кириллов В.И., Ткаченко А.П. Телевидение и передача изображений:
Учеб. пособ. для ВУЗов. - Мн.: Выш. Школа, 1988. – 312 с.
5. Смирнов А.В. Основы цифрового телевидения: Учебное пособие. – М.:
Горячая линия – Телеком, 2001. – 224 с.
6. Быков Р.Е. Цифровое преобразование изображений: Учеб. пособ. для
ВУЗов. – М.: Горячая линия - Телеком, 2003. – 228 с.
7. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое
телевизионное вещание: основы, методы, системы. – М.: Эко-Трендз, 2003. –
568 с.
13
8. Птачек М. Цифровое телевидение. Теория и техника: Пер. с чешск. - М.:
Радио и связь,1990. – 528 с.
9. Кривошеев М.И., Федунин В.Г. Интерактивное телевидение. – М.: Радио и
связь, 2000. – 344 с.
10. Хохлов Б.Н. Декодирующие устройства цветных телевизоров. - 3-е изд.,
перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1998. – 512 с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Домбругов Р.М. Телевидение: Учебник для ВУЗов. - 2-е изд., перераб. и
доп. - К.: Вiща школа, 1988. – 225 с.
2. Ткаченко А.П. Цветное телевидение. - Мн.: Беларусь,1981. – 254 с.
3. Проектирование и техническая эксплуатация телевизионной аппаратуры:
Учеб. пособ. для ВУЗов/ Под ред. С.В. Новаковского. - М.: Радио и связь,
1994. – 360 с.
4. Новаковский С.В. Сборник задач с решениями по основам техники
телевидения: Учеб. пособ. для ВУЗов. - М.: Радио и связь, !998. – 168 с.
5. Ильинков В.А. Основы фотометрии. Ч. 1. Характеристики оптического
излучения. Оптические характеристики веществ и тел: Учеб. пособ. - Мн.:
БГУИР, 1994. - 54 с.
6. Ильинков В.А. Основы фотометрии. Ч. 2. Источники оптического
излучения: Учеб. пособ. - Мн.: БГУИР, 1996. - 62 с.
7. Новаковский С.В. Цвет на экране телевизора. Основы телевизионной
колориметрии: Учеб. пособ. для ВУЗов. – М.: Радио и связь, 1997. – 168 с.
8. Новаковский С.В. Цвет в цветном телевидении. - М.: Радио и связь, 1988. 288 с.
9. Ткаченко А.П., Хоминич А.Л. Повышение качества изображения и
звукового сопровождения. Ч. 1. Тракты промежуточной частоты
изображения и звукового сопровождения ТВ приемников: Учеб. пособ. –
Мн.: БГУИР, 2001. – 55 с.
10. Ткаченко А.П., Хоминич А.Л. Повышение качества изображения и
звукового сопровождения. Ч. 2. Повышение качества изображения при
формировании ТВ сигнала: Учеб. пособ. – Мн.: БГУИР, 2005. – 60 с.
11. Новаковский С.В., Котельников А.В. Новые системы телевидения.
Цифровые методы обработки видеосигналов. - М.: Радио и связь,1992. - 88 с.
12. Ткаченко А.П., Капуро П.А., Хоминич А.Л. Цифровое представление
сигналов изображения и звукового сопровождения: Учеб. пособ. - Мн.:
БГУИР, 2003. – 56 с.
13. Брайс Р. Руководство по цифровому телевидению: Пер. с англ. – М.: ДМК
Пресс, 2002.–288 с.
14. Локшин Б.А. Цифровое вещание: от студии к телезрителю. – М.:
Компания Сайрус Системс, 2001. – 448 с.
15. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений/ Пер. с англ. – М.:
Техносфера, 2005. – 1072 с.
16. Артюшенко В.М., Шелухин О.И., Афонин М.Ю. Цифровое сжатие
видеоинформации и звука: Учеб. пособ. – М.: Дашков и К, 2004. – 426 с.
14
17. Ричардсон Я. Видеокодирование: H264 и MPEG-4 – стандарты нового
поколения/ Пер. с англ. – М.: Техносфера, 2005. – 368 с.
18. Миано Д. Форматы и алгоритмы сжатия изображений в действии. – М.:
Триумф, 2003. – 336 с.
19. Уэлстид С. Фракталы и вейвлеты для сжатия изображений в действии:
Учеб. пособ. – М.: Триумф, 2003. – 320 с.
20. Крот А.М., Минервина Е.Б. Быстрые алгоритмы и программы цифровой
спектральной обработки сигналов и изображений. – Мн.: Наука и техника,
1995. – 407 с.
21. Adobe Premiere Pro. Официальный учебный курс. – М.: Триумф, 2004. –
512 с.
22. Стивенсон Д. Спутниковое телевидение. Практическое руководство: Пер.
с англ. – М.: ДМК Пресс, 2005.–496 с.
23. Волков С.В. Сети кабельного телевидения. – М.: Горячая линия –
Телеком, 2004. – 616 с.
24. Капуро П.А., Ткаченко А.П. Системы кабельного телевидения: Методич.
пособ. по курсовому и дипломному проектированию. – Мн.: БГУИР, 1997. –
69 с.
25. Реушкин Н.А. Системы коллективного телевизионного приема. - М.:
Радио и связь, 1992. – 168 с.
26. Кабельное телевидение/ Под ред. В.Б. Витевского.- М.: Радио и
связь,1994. – 200 с.
27. Барабаш П.А,, Воробьёв С.П., Махровский О.В., Шибанов В.С.
Мультисервисные сети кабельного телевидения/ Под ред. В.С. Шибанова. СПб.: Наука, 2000. - 336 с.
28. Кривошеев М.И. Основы телевизионных измерений. – 3-е изд., перераб. и
доп. – М.: Радио и связь, 1989. – 608 с.
29. Грязин Г.Н. Системы прикладного телевидения: Учеб. пособ. для ВУЗов –
СПб.: Политехника, 2000. – 277 с.
30. Ершов К.Г., Дементьев С.Б. Видеооборудование: Справ. пособ. - СПб.:
Лениздат, 1993. – 271 с.
31. Телевизионная техника: Справочник/ Под ред. Ю.Б. Зубарева и Г.Л.
Глориозова. – М.: Радио и связь, 1994. – 312 с.
32. Телевизионные передающие камеры/ В.А. Петропавловский, Л.Н.
Постникова, А.Я. Хесин, А.Л. Штейнберг. - М.: Радио и связь, 1988. - 304 с.
33. Шерайзин С.М. Адаптивная коррекция и фильтрация телевизионного
сигнала. - М.: Радио и связь, 1987. – 88 с.
34. Ибрагим К.Ф. Телевизионные приемники: Пер. с англ. - М.: Мир, 2000. –
432 с.
35. Тюнин Н. Современные телевизоры. – М.: Солон-Пресс, 2005. – 232 с.
36. Макарцев В.В., Хесин А.Я., Штейнберг А.Л. Большеэкранные
видеосистемы. – М.: СП "Панас",1993. - 160 с.
37. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Бытовые видеомагнитофоны формата
VHS. Часть 1.- СПб.:1994. - 145 с.
15
38. Афанасьев А.П., Самохин В.П. Бытовые видеомагнитофоны. - М.: Радио
и связь, 1989. – 160 с.
16
УТВЕРЖДЕНА
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
09.12.2005
Регистрационный № ТД-39-090/тип
МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям 1-39 01 03 Радиоинформатика и
1-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации
Согласована с
Учебно-методическим управлением БГУИР
07.12.2005
17
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
С.Р. Гейстер, главный конструктор, заместитель директора НПП
«ДЕМЕРЕС», доктор технических наук, доцент;
Кафедра радиосвязи и радиовещания Учреждения образования «Высший
государственный колледж связи» (протокол № 5 от 05.12.2005)
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ
Кафедрой радиотехнических
устройств Учреждения образования
«Белорусский
государственный
университет
информатики
и
радиоэлектроники» (протокол № 3 от 17.10.2005);
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
1.11.2005 )
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности
18
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа «Методы и устройства приема и обработки сигналов»
разработана для специальностей 1-39 01 03 Радиоинформатика и 1-39 01 04
Радиоэлектронная защита информации высших учебных заведений.
Целью
изучения дисциплины является освоение студентами
теоретических основ функционирования, принципов анализа, синтеза и
методов проектирования современных радиоприемных трактов (РПТ)
различного назначения.
Курс «Методы и устройства приема и обработки сигналов»
предусмотрен учебными планами специальности «Радиоинформатика» и
«Радиоэлектронная защита информации» и обеспечивает научную и
техническую подготовку радиоинженера. Изучая данную дисциплину,
студенты знакомятся с методами и устройствами приема и обработки
сигналов, методами проектирования, синтеза и анализа радиоэлектронных
устройств, функционирующих в условиях сложной электромагнитной
обстановки, способами адаптации устройств приема и обработки сигналов к
изменяющейся помеховой обстановке.
Изучение дисциплины "Методы и устройства приема и обработки
сигналов" 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.
Изучение дисциплины взаимосвязано с изучением следующих общетехнических дисциплин: "Радиотехнические цепи и сигналы", "Основы
теории
цепей",
"Электротехника",
«Электронные
приборы»,
"Сверхвысокочастотные и квантовые приборы", "Радиоматериалы и основы
микроэлектроники",
"Метрология
и
радиоизмерения",
"Электропреобразовательные устройства", "Аналоговые электронные
устройства", "Антенны и устройства СВЧ", "Радиопередающие устройства",
"Радиоавтоматика", "Программирование", "Цифровая обработка сигналов".
Знания, приобретаемые при изучении курса «Методы и устройства
приема и обработки сигналов» развивают, дополняют и обобщают сведения,
полученные студентами в вышеперечисленных дисциплинах по вопросам
обработки сигналов.
В результате освоения курса «Методы и устройства приема и
обработки сигналов» 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
19
реализации;
типовые схемы каскадов РПТ, их методы анализа и синтеза;
передаточные характеристики РПТ и методы их оптимизации;
методы и способы управления характеристиками и параметрами РПТ;
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 РПТ, амплитудночастотную и передаточную характеристики, динамический диапазон РПТ и
его каскадов;
качественные показатели приема;
условия самовозбуждения каскадов РПТ и их устойчивой работы в
диапазоне частот;
приобрести навыки:
проектирования, синтеза приемных трактов
с заданными
характеристиками;
контроля характеристик и экспериментальных исследований РПТ.
Программа рассчитана на объем 144 учебных часа, которые могут
быть распределены на лекции – 80 часов, лабораторные занятия – 48 часов и
практические занятий – 16 часов.
Таблица
№
пп
1
1.
1.1
.
1.2
.
2.
2.1
2.2
2.3
3.
3.1
3.2
20
Наименование темы
2
Раздел 1. Принципы функционирования и
характеристики РПТ
Общие сведения об РПТ. Основные
определения и понятия. Назначение,
функции и виды РПТ
Основные технические характеристики и
параметры радиоприемных трактов
Раздел 2. Помехи радиоприему и методы
борьбы с ними
Общая характеристика помех.
Действие сосредоточенных импульсных и
флуктуационных помех на РПТ и способы
уменьшения их влияния.
Шумы пассивных элементов. Шумы
активных элементов
Раздел 3. Устройства согласования и
предварительной селекции в РПТ
Теория
согласования.
Назначение,
классификация.
Устройства согласования
Лекции
(часы)
3
Практич
еские
занятия
(чсы)
4
Лаборат
орные Всего
занятия
(часы)
5
6
2
2
2
2
4
2
4
2
2
4
2
4
2
2
8
8
2
2
4
8
Окончание таблицы
1
3.3
3.4
4.
4.1
4.2
4.3
4.4
5.
5.1
5.2
5.3
5.4
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
8.3
8.4
2
Входные цепи РПТ умеренно высоких
частот.
Входные цепи РПТ СВЧ диапазона
Раздел 4. Усилители радиосигналов (УРС)
Теория
УРС
с
сосредоточенными
параметрами
Типовые схемы УРС
УРС диапазона СВЧ
Негатронные УРС
Раздел 5. Преобразователи частоты (ПЧ)
Теория ПЧ
Транзисторные ПЧ
Диодные ПЧ
ПЧ СВЧ диапазона
Раздел 6. Детекторы РПТ
Теория амплитудных детекторов (АД)
Режимы работы диодных АД. Искажения
сигналов в АД
Транзисторные АД. АД на операционных
усилителях
Синхронные АМ детекторы
Фазовые детекторы
Частотные детекторы
Раздел 7. Устройства управления и
регулирования в приемных каналах.
Частотная настройка в РПТ
Системы автоматической подстройки частоты (АПЧ)
Способы регулировки усиления в каскадах
РПТ
Системы автоматической регулировки усиления (АРУ)
Системы автоматической регулировки
чувствительности (АРЧ)
Раздел 8. Особенности построения РПТ
различного назначения
РПТ для приема АМ сигналов
РПТ для приема ЧМ сигналов
РПТ для приема дискретных сигналов
РПТ для приема цифровых сигналов
3
2
4
5
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
6
2
2
2
4
8
4
8
4
2
4
4
6
6
4
2
4
7
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
3
1
2
2
1
3
2
2
1
3
2
2
2
4
6
6
6
4
4
4
4
4
10
10
8
4
21
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИОПРИЕМНЫХ ТРАКТОВ
Тема 1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ РПТ. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И
ПОНЯТИЯ
Краткая характеристика радиосигналов. Задачи приема и операции
обработки радиосигналов. Классификация РПТ. 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 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ
РАДИОПРИЕМНЫХ ТРАКТОВ
Чувствительность.
Верность
воспроизведения
сообщения.
Односигнальная и многосигнальная частотная избирательность. Линейные и
нелинейные искажения сигналов. Эффективная частотная избирательность.
Динамический диапазон. Помехоустойчивость.
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. ДЕЙСТВИЕ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ, ИМПУЛЬСНЫХ И
ФЛУКТУАЦИОННЫХ ПОМЕХ НА РПТ И СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ИХ
ВЛИЯНИЯ
Действие сосредоточенных помех на РПТ. Нелинейные эффекты и их
классификация. Блокирование, перекрестная модуляция, обратное
преобразова-ние шумов гетеродина, интермодуляция.
Действие импульсных помех на РПТ и способы уменьшения их влияния.
Особенности борьбы с промышленными помехами.
Действие флуктуационных помех на РПТ и способы уменьшения их
влияния
Тема 2.3. ШУМЫ ПАССИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ШУМЫ АКТИВНЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ
Шумы пассивных элементов РПУ. Эквивалентные шумовые схемы.
Шумы приемных антенн. Формула Найквиста. Эффективная шумовая
температура Шумы колебательных контуров. Эффективная шумовая полоса.
Эквивалентные шумовые схемы активных элементов. Коэффициент
шума. Шумы каскадного соединения четырехполюсников.
Шумовые
характеристики и параметры приемных трактов.
22
Раздел 3. УСТРОЙСТВА СОГЛАСОВАНИЯ И
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СЕЛЕКЦИИ В РПТ
Тема 3.1. ТЕОРИЯ СОГЛАСОВАНИЯ. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ
Основные определения и понятия. Назначение и классификация.
Условие согласования по мощности. Структура идеальной согласующей
цепи. Автотрансформаторная согласующая цепь, основные характеристики.
Тема 3.2. УСТРОЙСТВА СОГЛАСОВАНИЯ
Согласующие цепи. Делители мощности. Направленные ответвители.
Ферритовые циркуляторы. СВЧ мосты.
Тема 3.3. ВХОДНЫЕ ЦЕПИ РПТ УМЕРЕННО ВЫСОКИХ ЧАСТОТ
Виды входных цепей РПТ. Резонансный коэффициент передачи.
Частотная избирательность. Многозвенные входные цепи.
Тема 3.4. ВХОДНЫЕ ЦЕПИ РПТ СВЧ ДИАПАЗОНА
Условие согласования в цепях с распределенными параметрами.
Трансформаторы на отрезках линий. Типовые согласующие схемы.
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.
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.
Раздел 5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
Тема 5.1. ТЕОРИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
Основные понятия, классификация. Назначение и классификация ПЧ.
Внутренние и внешние параметры, основные характеристики.
23
Тема 5.2. ТРАНЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
ПЧ на биполярных транзисторах. Выбор рабочего режима. Основные
характеристики. ПЧ на полевых транзисторах. Выбор рабочего режима.
Основные характеристики.
Тема 5.3. ДИОДНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
Диодные ПЧ. Выбор рабочего режима. Основные характеристики.
Балансные и кольцевые ПЧ.
Тема 5.4. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ СВЧ ДИАПАЗОНА
Особенности ПЧ СВЧ диапазона. ПЧ с компенсацией зеркального
канала, с использованием суммарной и зеркальной частот. Типовые схемы
ПЧ.
Раздел 6. ДЕТЕКТОРЫ РАДИОПРИЕМНЫХ ТРАКТОВ
Тема 6.1. ТЕОРИЯ АМПЛИТУДНЫХ ДЕТЕКТОРОВ
Основные определения и понятия. Назначение и классификация.
Классификация, режимы работы, типовые схемы. Диодные детекторы.
Тема 6.2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДИОДНЫХ АД. ИСКАЖЕНИЯ
СИГНАЛОВ В АД
Режим слабого сигнала. Режим сильного сигнала. Внутренние и
внешние параметры. Линейные и нелинейные искажения сигналов в АМ
детекторах.
Тема 6.3. ТРАНЗИСТОРНЫЕ АД. АД НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
АМ детекторы на транзисторах и операционных усилителях. Режимы
работы, типовые схемы, основные характеристики.
Тема 6.4. СИНХРОННЫЕ АМ ДЕТЕКТОРЫ
Взаимодействие сигналов в АМ детекторе. Принцип синхронного
детек-тирования. Типовые структурные схемы. Способы формирования
опорного колебания.
Тема 6.5. ФАЗОВЫЕ ДЕТЕКТОРЫ
Назначение,
характеристики.
принцип
действия.
Типовые
схемы.
Основные
Тема 6.6. ЧАСТОТНЫЕ ДЕТЕКТОРЫ
Назначение, принцип действия. Промежуточное преобразование в
амплитудную и фазовую модуляцию. Типовые схемы.
24
Раздел 7. УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ В
ПРИЕМНЫХ ТРАКТАХ
Тема 7.1. ЧАСТОТНАЯ НАСТРОЙКА В РПТ
Частотная настройка в РПТ. Сопряжение настроек контуров гетеродина
и сигнала.
Тема 7.2. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ
Автоматическая подстройка частоты (АПЧ) в РПТ. Структурные схемы
типовых систем АПЧ. Графический анализ системы АПЧ. Графический
анализ системы фазовой АПЧ.
Тема 7.3. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ В КАСКАДАХ РПТ
Назначение,
характеристики.
принцип
действия.
Типовые
схемы.
Основные
Тема 7.4. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ
Автоматическая регулировка усиления (АРУ) в РПТ. Структурные
схемы АРУ. Компандерные системы на основе АРУ. Анализ АРУ с обратной
связью. Типовые схемы АРУ.
Тема 7.5. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ
Автоматическая регулировка чувствительности
Структурные схемы АРЧ. Типовые схемы АРЧ.
(АРЧ)
в
РПТ.
Раздел 8. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ РПТ
РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Тема 8.1. РПТ ДЛЯ ПРИЕМА АМ СИГНАЛОВ
Радиовещательные РПТ. Характеристика сигналов. Структурные
схемы. Прием сигналов стереовещания. Прием однополосных сигналов.
Прием RDS-сигналов.
Тема 8.2. РПТ ДЛЯ ПРИЕМА ЧМ СИГНАЛОВ
Характеристика сигналов. Структурные схемы РПТ ЧМ сигналов.
Искажения сигналов. Пороговый эффект. Методы уменьшения порогового
эффекта. Следящие фильтры.
Тема 8.3. РПТ ДЛЯ ПРИЕМА ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ
Общая характеристика. Амплитудная, фазовая, частотная манипуляция.
Прием дискретных сигналов. Магистральные РПТ. РПТ радиорелейных
линий связи.
Тема 8.4. РПТ ДЛЯ ПРИЕМА ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ
РПУ с микропроцессорным управлением. Аналого-цифровые
преобразователи. Цифровые фильтры. Цифровые детекторы. Синтезаторы
25
частоты. Регулировка усиления. Сжатие информации, метод MUSICAM,
кодеры стандартов MPEG. Цифровые стандарты DAB, DVB, DSR, MAC,
NICAM. Тенденции развития техники радиоприема.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
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 ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
1. Метрические испытания радиовещательного РПУ.
2. Исследование входных цепей.
3. Исследование усилителей сигналов радиочастоты.
4. Исследование усилителей сигналов промежуточной частоты.
5. Исследование детекторов АМ сигналов.
6. Исследование преобразователей частоты.
7. Исследование системы АРУ транзисторных приемников.
8. Исследование элементов ЧМ приемника.
9. Исследование усилителей и детекторов радиоимпульсных сигналов.
10.Исследование нелинейных явлений в высокочастотных каскадах РПУ.
11.Исследование параметрического усилителя.
12.Исследование шумовых параметров радиоприемных устройств.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ КУРСОВЫХ РАБОТ
1.
2.
3.
4.
Проектирование радиовещательного РПТ.
Проектирование связного РПТ.
Проектирование радиолокационного РПТ.
Проектирование РПТ магистральной связи.
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,
26
изучение лекционного материала, работа с литературой, подготовка к
практическим занятиям (по одному часу на занятие).
При изучении дисциплины предусматриваются следующие формы
контроля: контрольные работы, которые проводятся на лекциях и
практических занятиях, проверка конспектов, защита курсового проекта.
Итоговая форма контроля – экзамен по курсу.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Радиоприемные устройства. Под ред. Жуковского А.П. - М.: Высшая
школа, 1989. -342 с.
2. Палшков В.В. Радиоприемные устройства. -М.: Радио и связь,
1984. - 392 с.
3. Богданович Б.М., Окулич Н.И. Радиоприемные устройства. Минск,
Выш. шк., 1991. - 428с.
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. -272 с.
2. Голубев В.Н. Оптимизация главного тракта приема РПУ. М.: Радио и
связь, 1982.-144 с.
3. Семенов К.А., Крылов Г.М., Кузьмин Б.И. и др. Судовые
радиоприемные устройства/Под ред. К.А. Семенова. -М.: Транспорт, 1984. 382 с.
4. Проектирование радиолокационных приемных устройств. Под
ред.Соколова М.М. -М.: Высшая школа, 1984. -335 с.
5.
Сборник задач и упражнений по курсу радиоприемных устройств.- Под
ред. В.И. Сифорова. -М.: Радио и связь, 1984. -222 с.
6. Головин О.В. Профессиональные РПУ декаметрового диапазона. М.:
Радио и связь, 1985.-288 с.
7. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. -М.: Радио и связь, 1986. 320 с.
8. Побережский Е.С. Цифровые РПУ. М.: Радио и связь, 1987.-180 с.
9. Розанов Б.А., Розанов С.Б. Приемники миллиметровых волн.- М.: Радио
и связь, 1989. -168 с.
10. Фуско В. СВЧ цепи. М.: Радио и связь, 1990.
11. Рэд Э.Т. Справочное пособие по в/ч схемотехнике: схемы, блоки, 50омная техника. Пер. с нем. М.: Мир, 1990.- 256 с.
12. Колесников В.М. Лазерная звукозапись и цифровое радиовещание. М.:
Радио и связь, 1991.-214 с.
13. Курочкин А.Е. Методы анализа и расчета аналоговых электронных
устройств: Метод. Пособие по курсовому и дипломному проектированию.Мн.:БГУИР, 1994.-34 c.
14. Курочкин А.Е. Методы проектирования линейных активных фильтров:
27
Метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию.-Мн.:БГУИР,
1995.-46 c.
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: Уч. пособие. Под ред. Ю.А.
Ковалгина. М.: Радио и связь, 1998.-790 с.
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.-28 c.
20. Бытовая радиоэлектронная техника. Энциклопедический справочник.Мн.: Беларуская Энцыклапедыя, 1995. –831с.
19. Малевич И.Ю. Радиоприемные устройства. Мозырь: Белый ветер,
2000.-204с.
22. Проектирование радиоприемных устройств. Под ред. А.П.Сиверса. - М.:
Сов.радио, 1976. –486с.
23. Горшелев В.Д., Красноцветова З.Г., Федорцов Б.Ф. Основы
проектирования радиоприемников. -Л.: Энергия, 1977. –384 с.
24. Белкин М.К. Справочник по учебному проектированию приемноусилительных 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.
27. Головин О.В. Радиоприемные устройства. -М.: Горячая линия-Телеком,
2002.-384 с.
28. Румянцев К.Е. Прием и обработка сигналов. –М.: Издательский центр
«Академия», 2004. -528 с.
28
УТВЕРЖДЕНА
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
12.05.2006
Регистрационный № ТД-39-097/тип
ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ В КАНАЛАХ С ПОМЕХАМИ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности I-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации
Согласована с
Учебно-методическим управлением БГУИР
10.05.2006
29
СОСТАВИТЕЛЬ
В.А. Чердынцев, заведующий кафедрой радиотехнических устройств
Учреждения образования "Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники", доктор технических наук, профессор
РЕЦЕНЗЕНТЫ
С.Р.Гейстер, главный конструктор ООО «Демерес», доктор технических
наук, доцент;
И.Е.Зуйков, заведующий кафедрой «Информационно-измерительная
техника» Учреждения образования «Белорусский национальный технический
университет», доктор физико-математических наук, профессор
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ
Кафедрой
радиотехнических
устройств
Учреждения
образования
"Белорусский
государственный
университет
информатики
и
радиоэлектроники" (протокол № 6 от 29.01.2006.);
Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы
радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по
образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол. № 7 от
06.02.2006.)
Действует до утверждения Образовательного стандарта специальности
30
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа
дисциплины «Обработка информации в каналах с
помехами» разработана для специальности I-39 01 04 Радиоэлектронная
защита информации высших учебных заведений и рассчитана на 64 учебных
часа, которые могут быть распределены на лекции – 48 часов и практические
занятия – 16 часов.
Целью преподавания дисциплины является получение студентами
знаний о методологии и навыков структурного синтеза и анализа алгоритмов
обработки информации в радиоэлектронных системах с учетом действия
помех. Дисциплина обеспечивает системный подход к проектированию
устройств обработки информации, позволяет обоснованно выбирать
структурные схемы формирования приема и обработки сигналов в каналах с
помехами.
В результате освоения дисциплины студент должен:
знать:
- модели сигналов и помех в информационных системах;
- методы статистического синтеза оптимальных алгоритмов обнаружения,
различения сигналов, оценки и фильтрации информативных параметров
сигналов;
уметь:
- осуществлять структурный синтез оптимальных устройств обработки
информации с учетом действия флуктуационных и сосредоточенных помех в
канале передачи;
- производить оценку помехоустойчивости алгоритмов обработки сигналов;
- применять современные программные продукты для моделирования
алгоритмов обработки информации;
приобрести навыки:
- построения структурных схем обработки сигналов;
- расчета характеристик схем обработки сигналов;
- исследования моделей формирователей сигналов и устройств обработки.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Общие сведения об информационных системах. Задачи выбора
сигналов и алгоритмов их обработки. Помехи в информационных системах.
Оптимальный прием и обработка информации. Защита информации.
Основные задачи оптимального приема: обнаружение, различение
параметров сигнала и фильтрация сообщений.
31
Раздел 1. МОДЕЛИ ПОМЕХ И СИГНАЛОВ В ЗАДАЧАХ
ОПТИМАЛЬНОГО ПРИЕМА. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ
И ПОМЕХ
Описание помех случайными процессами. Основные характеристики
случайных процессов. Спектральное и корреляционное описание случайных
процессов. Модели сигналов.
Оптимальные и согласованные линейные фильтры. Линейная
фильтрация сообщений в каналах с помехами. Безынерционное нелинейное
преобразование суммы слабого сигнала и помех.
Марковские процессы – модели сообщений и помех. Понятие об
оптимальной фильтрации марковских процессов. Примеры и задачи
оптимальной фильтрации.
Раздел 2. ОБНАРУЖЕНИЕ И РАЗЛИЧЕНИЕ СИГНАЛОВ В КАНАЛАХ
С НЕГАУССОВСКИМИ ПОМЕХАМИ
Качественные показатели и критерии оптимального обнаружения и
различения сигналов. Обнаружение детерминированных сигналов и сигналов
со случайными параметрами. Различение сигналов в каналах с помехами.
Алгоритмы и структурные схемы различения ансамблей сигналов.
Дискретные и цифровые различители сигналов.
Компенсация негауссовских помех при обнаружении и различении
сигналов.
Безынерционные
нелинейные
преобразователи
и
их
характеристики. Коэффициент амплитудного подавления помех.
Раздел 3. ОЦЕНКА ИНФОРМАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА
В КАНАЛЕ С ПОМЕХАМИ
Критерии качества и методика оценки параметров. Функции потерь и
средний риск. Байссовские оценки параметров. Оценки максимального
правдоподобия. Качество оценивания. Неравенство Крамера-Рао. Оценка
параметров укополосного сигнала со случайной начальной фазой. Оценки
фазы, частоты, амплитуды и временного положения сигнала.
Алгоритмы и структурные схемы устройств оценивания параметров
сигнала. Фильтровые и квадратурные схемы оценивания в негауссовских
помехах. Адаптивные подавители негауссовских помех.
Раздел 4. ФИЛЬТРАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
В КАНАЛАХ С ПОМЕХАМИ
Постановка и методика решения задачи фильтрации сообщений.
Уравнения нелинейной фильтрации марковских процессов. Структурнофункциональный синтез устройств фильтрации.
32
Примеры синтеза устройств фильтрации сообщений: фильтрация
задержки и фазы сложного сигнала.
Качество фильтрации сообщений. Дисперсия ошибок фильтрации.
Раздел 5. ОБРАБОТКА ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В
ЗАЩИЩЕННЫХ РАДИОКАНАЛАХ С ПОМЕХАМИ
Системы с шумоподобными сигналами (ШПС). Обработка информации
в системах с ШПС. Синхронизация и выделение сообщений в
информационных системах с ШПС. Сигналы с псевдослучайной
перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). Борьба с помехами при ППРЧ.
Подавление сосредоточенных помех при обработке сигналов с ППРЧ.
Раздел 6. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ С ЗАЩИЩЕННЫМИ
КАНАЛАМИ
Синтез сигнально-кодовых конструкций. Сигналы с параллельносоставной структурой: формирование и демодуляция. Применение
специализированных процессоров для формирования и обработки сигналов в
каналах с помехами. Хаос-сигналы в системах передачи информации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Перспективы развития техники приема и обработки информации в
каналах с помехами.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Модели помех. Статистические характеристики.
2. Марковские процессы и их свойства.
3. Обнаружители
детерминированных
сигналов
в
каналах
с
негауссовскими помехами.
4. Подавители негауссовских помех. Схемы и характеристики.
5. Различители сигналов в каналах с негауссовскими помехами.
6. Оценки максимального правдоподобия. Оценки фазы
сигнала,
амплитуды и задержки сигнала.
7.
Структурный синтез устройств синхронизации и выделения информации
в системах со сложными сигналами.
ВНЕАУДИТОРНАЯ (САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ) РАБОТА СТУДЕНТОВ
Самостоятельная работа студентов направлена на решение задач
структурного синтеза устройств обработки сигналов. Перечень задач дается
на практических занятиях.
33
Формы самостоятельной работы студентов: изучение лекционного
материала, работа с литературой, подготовка к практическим занятиям (по
одному часу на занятие).
ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ЗА РАБОТОЙ СТУДЕНТОВ
При изучении дисциплины предусматриваются следующие формы
контроля: контрольные работы, которые проводятся на лекциях и
практических занятиях, проверка конспектов. Итоговая форма контроля –
экзамен.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Чердынцев В.А. и др. Учебное пособие по курсу «Статистическая
радиотехника». – Мн.: БГУИР, 2000.
2. Чердынцев В.А. и др. Примеры и задачи по курсу «Прием сигналов на
фоне помех». Учебно-методическое пособие. –Мн.: БГУИР, 1997.
3. Чердынцев В.А., Дубровский В.В. Оптимизация информационных систем.
Учебное пособие. –Мн.: БГУИР, 2005.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Чердынцев В.А. и др. Прием сигналов на фоне помех: учебное пособие. –
Мн.: БГУИР, 1998.
34
УТВЕРЖДЕНА
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
06.02.2006.
Регистрационный № ТД-39- 094/тип
СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности 1-39 01 04 Радиоэлектронная защита информации
Согласована с
Учебно-методическим управлением БГУИР
31.01.2006.
35
СОСТАВИТЕЛЬ
Н.И. Шатило, доцент кафедры радиотехнических устройств Белорусского
государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат
технических наук
РЕЦЕНЗЕНТЫ
Р.Г. Хехнев, заведующий кафедрой радиоэлектроники Учреждения
образования «Высший государственный радиотехнический колледж»,
кандидат технических наук, доцент
В.О. Чернышев, главный научный сотрудник закрытого акционерного
общества «Белсофт», доктор технических наук, профессор
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ
Кафедрой
радиотехнических
устройств
Учреждения
образования
«Белорусский
государственный
университет
информатики
и
радиоэлектроники» (протокол № 13 от 27.06.2005);.
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
01.11.2005)
36
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа «Системы компьютерного проектирования» (СКП)
разработана для студентов специальности 1-39 01 04 Радиоэлектронная
защита информации высших учебных заведений и рассчитана на объем 80
учебных часов. которые распределены на лекции, лабораторные и
практические
занятия,
которые
предусматривают
обязательное
использование ПЭВМ.
Целью преподавания дисциплины является приобретение студентами
знаний о современных системах компьютерного (автоматизированного)
проектирования, а также формирование у них навыков и умения,
позволяющих осуществлять разработку радиоэлектронных устройств (РЭУ)
различного назначения с использованием
современных систем
компьютерного проектирования.
В результате изучения курса СКП студенты должны ознакомится с
принципами построения интегрированных систем компьютерного
проектирования
(СКП),
изучить
виды
обеспечения,
научиться
формулировать технические требования на проектирование РЭУ при
использовании ПЭВМ, получить сведения о возможностях современных СКП,
необходимые для ее эксплуатации.
Изучение дисциплины СКП базируется на физико-математической
подготовке студентов, полученной ими при изучении дисциплины «Высшая
математика», «Физика», на знаниях полученных в курсах «Вычислительная
техника
и
программирование»
и
«Цифровые
устройства
и
микропроцессоры», а также методов анализа электрических цепей,
приобретенных в ходе изучения дисциплины «Основы теории цепей», знаний
полученных студентами в курсе «Радиоматериалы, радиокомпоненты и
основы микроэлектроники» и «Основы компьютерного проектирования
радиотехнических устройств». В формировании навыков применения СКП
большую роль играют лабораторные и практические занятия по дисциплине.
Программа рассчитана на 134 часа. Из них – 80 часов аудиторных: 48 лекций, 16-практических работ, 16- лабораторных работ.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Общие задачи автоматизации проектирования радиотехнических
устройств. Роль математического моделирования при автоматизации
проектирования. Персональные компьютеры в СКП. Автоматизированное
рабочее место на базе ПК. Программное обеспечение СКП на базе ПК.
37
Раздел 1. СКП НА БАЗЕ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ
САПР ACCEL EDA. Состав программы, назначение. Структура
рабочих файлов проекта. Алгоритм работы с пакетом ACCEL EDA.. Способы
проектирования и подготовки производства печатных плат. Запуск программ.
Раздел 2. ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР АCCEL SCHEMATIC
Назначение. Режим работы. Задачи конфигурации. Структура меню.
Основные команды. Параметры команд. Команды рисования. Команды
редактирования. Служебные команды. Редактирование графического образа
радиоэлектронных компонентов. Построение схемы электрической
принципиальной. Многолистные схемы. Схемы с иерархией. Верификация
схемы ERC.
Раздел 3. ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ ACCEL
РСВ
Назначение. Режим работы. Задание конфигурации. Структура меню.
Основные команды. Параметры команд. Команды рисования. Служебные
команды. Разработка печатных плат. Редактирование корпусов компонентов.
Ручная трассировка печатных плат. Проверка печатной платы DRC.
Раздел 4. МЕНЕДЖЕР БИБЛИОТЕК КОМПОНЕНТОВ
Структура библиотек. Создание компонентов. Особенности создания
сложных компонентов. Трансляция библиотек системы Р-САD.
Раздел 5. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ТРАССИРОВКА СОЕДИНЕНИЙ
ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
Программа автоматической трассировки Quick Route: настройка
конфигурации и выполнение программы. Программа автоматической
трассировки PRO Route: настройка конфигурации и выполнение программы.
Предварительная прокладка проводников, барьеры трассировки, особенности
трассировки компонентов с планарными выводами, соединения цепей с
областями металлизации.
Раздел 6. СИСТЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ И
ТРАССИРОВКИ ПРОВОДНИКОВ SPECCTRA
Запуск
проводников.
38
программы.
Размещение
компонентов.
Трассировка
Раздел 7. МОДЕЛИРОВАНИЕ АНАЛОГОВЫХ, АНАЛОГОЦИФРОВЫХ И ЦИФРО-АНАЛОГОВЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ
УСТРОЙСТВ
Пакет PspiCe. Общие сведения. Состав пакета. Описание компонентов,
функциональных узлов и блоков РЭУ. Директивы управления заданием.
Режимы анализа. Графический постпроцессор-PROBE. Редактор входных
сигналов StmEd. Управляющая оболочка SHELL. Математические модели
аналоговых компонентов: пассивных элементов, диодов, транзисторов,
операционных
усилителей,
компараторов.
Расчет
параметров
математических моделей компонентов (PARTS). Графический ввод схемы
для моделирования (ACCEL Schematic).
Пакет Micro-CAP. Общие сведения. Состав пакета. Создание
принципиальных схем. Анализ переходных процессов, амплитудночастотных характеристик, передаточных функций по постоянному току.
Просмотр и обработка результатов моделирования. Программа расчета
параметров моделей компонентов MODEL.
Моделирование аналого-цифровых и цифро-аналоговых устройств.
Устройства интерфейса: аналого-цифровой интерфейс, цифро-аналоговый
интерфейс, модели вход/выход, устройства питания . Генераторы цифровых
сигналов. Компоненты: многоразрядные АЦП и ЦАП, вентили, триггеры,
программируемые логические матрицы. Функциональное описание
цифровых устройств: логические выражения , задание задержек
распространения, контроль временных соотношений, моделирование
цифровых устройств, заданных передаточными функциями.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Тенденции и перспективы развития СКП радиотехнических устройств.
ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ
Цель работ – знакомство с техническими, программными и
информационными средствами СКП PCAD, закрепление теоретического
материала, приобретение практических навыков в использовании СКП для
проектирования радиотехнических устройств. Рекомендуемые пакеты
прикладных программ ACCEL EDA, DesignLab, Pspice, MicroCAP, MicroSym,
OrCAD.
1. Изучение программы ACCEL Schematic. Создание компонентов. Создание
принципиальных электрических схем.
2. Изучение программы ACCEL РСВ. Размещение компонентов , ручная и
автоматическая трассировка соединений печатной платы.
3. Моделирование характеристик РЭУ при текстовом вводе описания схем.
4. Моделирование характеристик РЭУ при графическом вводе описания
схем.
39
ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ
Цель работ – знакомство с математическим обеспечением СКП, в
частности, с математическими моделями компонентов, параметрами
математических моделей и способами расчета параметров по справочным
данным и экспериментальным исследованиям.
1. Изучение математических моделей биполярных транзисторов.
2. Изучение математических моделей полевых транзисторов с р-n
переходом.
3. Изучение математических моделей МОП полевых транзисторов.
4. Изучение математических моделей операционных усилителей.
5. Изучение программ расчета моделей аналоговых компонентов.
6. Изучение устройств интерфейса аналого-цифровых и цифро-аналоговых
устройств.
7. Создание цифровых компонентов.
8. Создание аналого-цифровых и цифро-аналоговых компонентов.
ВНЕАУДИТОРНАЯ (САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ) РАБОТА СТУДЕНТОВ
Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление
теоретического материала, приобретение навыков работы с литературой.
Формы самостоятельной работы студентов: изучение лекционного
материала, работа с литературой, подготовка к лабораторным занятиям (по
одному часу на занятие).
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1.Разевиг В.Д. Система проектирования печатных плат ACCEL EDA 15
(PCAD2000). – М.: Солон-Р, 2000. –416с.
2. Разевиг В.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств
DesignLab 8.0). –М.: Солон, 1999. –416 с.
3. Сучков Д.И. Основы проектирования печатных плат в САПР PCAD 4.5,
PCAD 8.5-8.7 и Accel-EDA 15.М.: Горячая линия-Телеком Микрос. 2000.
4. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-CAP V-М.:
Солон, 1997. –273с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и Pspice для
схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 выпусках: -М.: Радио и
связь, 1992.
40
СОДЕРЖАНИЕ
Телевизионные системы обработки
информации № ТД-39-089/тип……………………………………………. 3
Методы и устройства приема и
обработки сигналов № ТД-39-090/тип…………………………………..
17
Обработка информации в каналах
с помехами № ТД-39-097/тип……………………………………………... 29
Системы компьютерного проектирования № ТД-39-094/тип…………... 35
41