Оценка искажений сигналов
Оценка искажений представляет отклонение выходного сигнала от входного. Для идеального импульсного сигнала оно вычисляется по формуле:
(1.6.1)
Для того же сигнала, представленного разложением в ряд Фурье:
(1.6.2)
Для идеального периодического сигнала:
(1.6.3)
Для периодического сигнала, представленного разложением в ряд Фурье:
(1.6.4)
Пример расчета искажений сигналов в ППП Mathcad 15.
Для расчета искажений импульсного Δ(t) и периодического идеальных ΔT(t) сигналов и тех же сигналов, представленных в виде ряда Фурье Δs(t) и ΔTs(t) применимы формулы (1.6.1 – 1.6.4).
Пример вычислений приведен на рис 1.6.1, а на рис. 1.6.2 – 1.6.5 показаны временные диаграммы отклонений. Индекс функции eTs15(t) означает, что число гармоник равно 15.
Рис. 1.6.1. Пример расчета искажений сигналов
|
|
Рис. 1.6.2. Отклонение выходного сигнала относительно идеального входного импульсного сигнала
|
|
Рис. 1.6.3. Отклонение выходного сигнала относительно идеального входного периодического сигнала
Рис. 1.6.4. Отклонение выходного сигнала относительно входного импульсного сигнала, представленного разложением в ряд Фурье.
|
|
Рис. 1.6.5. Отклонение выходного сигнала относительно входного периодического сигнала, представленного разложением в ряд Фурье.
Требования к курсовой работе
Примеры заданий на курсовую работу
Примерные варианты заданий на курсовую работу приведены в табл. 2.1.1, параметры высокочастотных материалов – в табл. 2.1.2, электропроводность некоторых металлов – в табл. 2.1.3.
Тема курсовой работы: «Исследование однородной линии передачи с распределенными параметрами».
Задание: произвести анализ и расчет электротехнического устройства с использованием линий с распределенными параметрами:
- толщина полоскового проводника, a, мм;
- ширина полоскового проводника, b, мм;
- высота слоя диэлектрика, h, мм;
- длина элементарного участка линии, l, мм;
- частота импульса f, МГц;
- амплитуда импульса, Е m, мВ;
- скважность периодического сигнала, q.
Таблица 2.1.1 Примерные варианты заданий на курсовую работу
| № вар. | a | b | h | l | Диэлектрик | Металл | f | Е m | q |
| 1. | 0,27 | 1,1 | 0,21 | 7 | полиэтилен | серебро | 500 | 2 | 8 |
| 2. | 0,3 | 1,2 | 0,22 | 6 | полистирол | серебро | 510 | 2 | 3 |
| 3. | 0,22 | 0,9 | 0,23 | 5 | фторопласт | серебро | 520 | 2 | 4 |
| 4. | 0,25 | 1,0 | 0,20 | 6 | плексиглас | серебро | 530 | 2 | 5 |
| 5. | 0,27 | 1,1 | 0,21 | 7 | плавленый кварц | серебро | 490 | 2 | 6 |
| 6. | 0,25 | 1,0 | 0,20 | 7 | полиэтилен | медь | 500 | 1 | 3 |
| 7. | 0,27 | 1,1 | 0,21 | 6 | полистирол | медь | 510 | 1 | 4 |
| 8. | 0,3 | 1,2 | 0,22 | 5 | фторопласт | медь | 520 | 1 | 5 |
| 9. | 0,22 | 0,9 | 0,23 | 6 | плексиглас | медь | 530 | 1 | 6 |
| 10. | 0,25 | 1,0 | 0,20 | 7 | плавленый кварц | медь | 490 | 1 | 7 |
| 11. | 0,22 | 0,9 | 0,23 | 7 | полиэтилен | цинк | 500 | 1 | 6 |
| 12. | 0,25 | 1,0 | 0,20 | 6 | полистирол | цинк | 510 | 2 | 7 |
| 13. | 0,27 | 1,1 | 0,21 | 5 | фторопласт | цинк | 520 | 2 | 8 |
| 14. | 0,3 | 1,2 | 0,22 | 6 | плексиглас | цинк | 530 | 2 | 3 |
| 15. | 0,22 | 0,9 | 0,23 | 7 | плавленый кварц | цинк | 490 | 2 | 4 |
| 16. | 0,25 | 1,0 | 0,20 | 7 | полиэтилен | серебро | 500 | 2 | 5 |
| 17. | 0,27 | 1,1 | 0,21 | 6 | полистирол | серебро | 500 | 2 | 6 |
| 18. | 0,3 | 1,2 | 0,22 | 5 | фторопласт | серебро | 510 | 1 | 7 |
| 19. | 0,22 | 0,9 | 0,23 | 6 | плексиглас | серебро | 520 | 1 | 8 |
| 20. | 0,25 | 1,0 | 0,20 | 7 | плавленый кварц | серебро | 530 | 1 | 3 |
| 21. | 0,3 | 1,2 | 0,22 | 7 | полиэтилен | латунь | 500 | 2 | 7 |
| 22. | 0,22 | 0,9 | 0,23 | 6 | полистирол | латунь | 510 | 1 | 8 |
| 23. | 0,25 | 1,0 | 0,20 | 5 | фторопласт | латунь | 520 | 1 | 3 |
| 24. | 0,27 | 1,1 | 0,21 | 6 | плексиглас | латунь | 530 | 1 | 4 |
| 25. | 0,3 | 1,2 | 0,22 | 7 | плавленый кварц | латунь | 490 | 1 | 5 |
Таблица 2.1.2 Параметры высокочастотных материалов
| Материал | Относительная диэлектрическая проницаемость | Тангенс угла потерь на частоте 1 ГГц |
| Полиэтилен | 2,25 | 2·10-4 |
| Полистирол | 2,56 | 2·10-4 |
| Фторопласт | 2,08 | 2,5·10-4 |
| Плавленный кварц | 3,85 | 3·10-5 |
| Плексиглакс | 3,40 | 2·10-3 |
Таблица 2.1.3 Электропроводность некоторых металлов
| Металл | Удельная объемная проводимость, См/м |
| Серебро | 6,17·107 |
| Медь | 5,81·107 |
| Цинк | 1,69·107 |
| Латунь | 1,55·107 |
Требования к выполнению курсовой работы
В курсовой работе обязательным является выполнение графической части на листах формата А4, на которых должны быть вычерчены:
1. Чертеж длинной линии;
2. Эквивалентная схема звена длинной линии;
3. Графики изменения первичных и вторичных параметров длинной линии;
4. Графики переходных процессов в длинной линии.
Курсовая работа должна в краткой и четкой форме раскрывать творческий замысел работы, при необходимости сопровождаться схемами, иллюстрациями и т.п., содержать методы исследования, методику расчетов и моделирования.
Общими требованиями к оформлению курсовой работы являются:
1) обоснованность рекомендаций и предложений;
2) убежденность аргументации;
3) краткость и точность формулировок;
4) корректность изложения результатов работы;
5) четкость и логическая последовательность изложенного материала.
Курсовая работа сдается в печатном виде.
Номер варианта задания курсовой работы определяется номером записи фамилии студента в журнале преподавателя.
2.3 Требования к оформлению курсовой работы
Курсовую оформляют в соответствии с ГОСТ 2.105-79 [4] на страницах формата А4, текст печатается на компьютере, гарнитурой Times New Roman, шрифт не менее 12, через 1,5 интервала, с выравниванием по ширине. Расчетно-пояснительная записка и задание оформляются в соответствие с приложениями Б и В.
Страницы нумеруются арабскими цифрами. В общую нумерацию входят все листы. На расчетно-пояснительной записке и задании номера страниц не ставятся.
Число иллюстраций должно быть достаточным для пояснения излагаемого текста. Нумерация страниц ставится сквозная, рисунки в пределах раздела. Например, рис. 1.1, 1.2 соответствует первой части работы, рис. 2.1, 2.2 — второй и т.д. Рисунок помещается после первого упоминания в тексте.
Таблицы в тексте могут иметь заголовки, их нумеруют в пределах раздела. На все таблицы и рисунки, помещенные в тексте курсовой работы, необходимо указывать ссылки.
Ссылки должны быть и на использованную литературу, перечень которой приводится в последней части, с указанием названия учебника или учебного пособия, фамилии и инициалов авторов, издательства и года издания.
Содержание дается на отдельном листе и помещено перед индивидуальным заданием. Наименование разделов и подразделов приводят с указанием номеров страниц, на которых размещается их начало.
Схема замещения длинной линии выполняется с соблюдением необходимых требований ЕСКД и ГОСТов [3].
Требования к защите и оценке курсовой работы
Для защиты курсовой работы требуется сдать 4 модуля, описание которых дано во введении, оформить ее в печатном виде в соответствии с требованиями, изложенными в пунктах 2.2 и 2.3.
Модуль считается выполненным, если студент получил за него оценку в баллах, не ниже минимальной (см. табл. П.1).
Студенты, не сдавшие модуль в установленный срок, продолжают работать над ним в соответствие с порядком, принятым кафедрой.
Шкала перевода рейтинговых оценок по всем модулям в оценку на зачете представлена в табл. П.3.
3. Контрольные вопросы к защите курсовой работы
Модуль №1
1.Что такое полосковая линия передачи?
2.Каковы первичные параметры длинной линии?
3.Начертить эквивалентную схему элементарного участка длинной линии.
4.Что такое погонные реактивные параметры?
5.От чего зависят погонные параметры омических потерь?
Модуль №2
1. Что такое импульсный сигнал?
2. Как определить выходной сигнал четырехполюсника с помощью преобразования Фурье?
3. Что такое спектральная плотность выходного сигнала?
4. Зачем применяется преобразование Лапласа?
5. Как определить изображение выходного сигнала по Лапласу?
Модуль №3
1. Поясните формулу для описания входного импульсного сигнала?
2. Поясните формулу для описания выходного спектрального сигнала?
3. Как вычислить отклонение входного сигнала от выходного?
4. Что такое периодический входной сигнал?
5. Как определяется передаточная функция длинной линии?
Модуль №4
1. Дайте оценку искажений сигналов при их передаче в линии.
2. Проанализируйте факторы, вызывающие искажения сигналов.
3. Дайте пояснения частотным зависимостям вторичных параметров линии.
4. В чем отличие передаточной функции длинной линии от передаточной функции сосредоточенного четырехполюсника?
5. Какова роль согласованной нагрузки?
Заключение
В результате выполнения курсовой работы студенты получат следующие социально-личностные компетенции (СОК) и собственные общепрофессиональные компетенции (СОПК):
СОК-6 – способность работать в команде, толерантно воспринимая социальные и культурные различия.
СОК-7 – способность к самоорганизации и самообразованию.
СОК-10 – способность выстраивать логику рассуждений и высказываний, проводить анализ, систематизацию, классификацию, интерпретацию соответствующей информации, формулировать выводы, адекватные полученным результатам.
СОК-11 – владение способами приобретения и извлечения знаний, осуществления самостоятельной учебно-познавательной деятельности, выбора наиболее эффективных способов и алгоритмов решения задач в зависимости от конкретных условий.
СОК-13 – способность к самостоятельному выбору способа решения проблемы из альтернативных вариантов на основе выявления и устранения противоречий в системе.
СОК-14 – способность решать нестандартные задачи, в том числе за пределами профессионального поля деятельности.
СОПК-2 – способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.
СОПК-5 – способность использовать современные компьютерные технологии поиска информации для решения поставленной задачи, критического анализа этой информации и обоснования принятых идей и подходов к решению.
Также студент будет знать:
- понятия: линия с распределенными параметрами, линия с сосредоточенными параметрами, погонная емкость, погонная индуктивность, погонное сопротивление потерь, тангенс угла потерь, волновое сопротивление, скважность периодического сигнала, комплексная спектральная плотность, комплексный спектр сигнала.
-=методики анализа и расчета электротехнических устройств с использованием линий с распределенными параметрами, работы со справочной литературой и программным обеспечением.
- программное обеспечение Mathcad 15.
Список литературы
1. Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. Основы работы в математическом пакете MathCAD. – Из-во: ДонНТУ, 2012. –187c.
2. ГОСТ 18238-72. Линии передачи сверхвысоких частот. Термины и определения.
3. ГОСТ 2.702-2011. Правила выполнения электрических схем
4. ГОСТ 7.32-2001. «Отчёт о научно-исследовательской работе». Структура и правила оформления.
5. ГОСТ 21702-76. Устройства СВЧ. Полосковые линии.
6. Макаров Е. Инженерные расчеты в Mathcad 15. – СПб.: Питер, 2011. –400 c.
7. Николаев С.С., Судаков В.Ф. Анализ и расчет электротехнических устройств с использованием линий с распределенными параметрами: Учеб. пособие/Под ред. С.И. Масленниковой. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 24 с.: ил.
Приложения
Приложение А. Система контроля знаний студентов
Таблица П.1 Рейтинговая система контроля освоения дисциплины
|
| Неделя проведения контроля модуля | Оценка за модуль в баллах | |
| Максимальная | Минимальная | ||
| Модуль 1 | 4 | 25 | 15 |
| Модуль 2 | 7 | 25 | 15 |
| Модуль 3 | 10 | 25 | 15 |
| Модуль 4 | 14 | 25 | 15 |
| Итоговый рейтинг | 100 | 60 | |
Таблица П.2 Шкала перевода в рейтинговую оценку
Модуль 1
Модуль 2
Модуль 3
Модуль 4
Таблица П.3 Шкала перевода рейтинговых оценок по всем видам занятий и самостоятельной работы в зачет по дисциплине*
| Рейтинг | Оценка на зачете |
| 85 – 100 | отлично |
| 73 - 84 | хорошо |
| 60 – 72 | удовлетворительно |
| 0 – 59 | неудовлетворительно |
*У студентов существует возможность повысить свой рейтинг и получить баллы за проявление личностных качеств: трудовая дисциплина, ответственность, инициатива и др. Максимальный балл – 10, минимальный – 0. Начисление баллов за личностные качества осуществляется преподавателями, как в процессе обучения, так и при подведении итогов по дисциплине. Эти баллы суммируются с баллами, полученными за все модули по дисциплине.
Приложение Б. Пример расчетно-пояснительной записки
Приложение В. Пример листа с заданием на курсовую работу 
Дата: 2019-03-05, просмотров: 230.
