Радиотехника. Электроника

Учебно-методическое пособие предназначено для организации самостоятельной работы и практических занятий студентов. К дисциплинам цикла «Электроника» относятся дисциплины: «Электротехника и электроника», «Электроника», «Электроника и схемотехника», «Электротехника, электроника и схемотехника». Для организации практических аудиторных занятий учебно-методическое пособие представляет собой сборник типовых задач, часть из которых содержит несколько вариантов исходных данных. Краткие теоретические сведения включают в себя расчетные соотношения, необходимые для выполнения заданий.

Рассматриваются принципы построения систем связи с подвижными объектами, основные технологии беспроводных сетей доступа, способы взаимодействия между мобильными и базовыми станциями и схемы построения приемо-передающих устройств радиосвязи. Описываются принципы формирования канальных сигналов в системах с кодовым разделением, GSM, Wi-Fi, LTE, принципы помехоустойчивого кодирования для борьбы с пакетными ошибками, приводятся примеры расчета характеристик сотовых систем, уровней радиосигнала для систем связи с подвижными объектами и устройств, компенсирующих канальные искажения. Учебное издание печатается в авторской редакции Одобрено редакционно-издательским советом Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики.

В учебном пособии «Схемотехника телекоммуникационных устройств. Методические разработки по лабораторным работам. Часть 2. «Схемотехника цифровых электронных устройств» рассматривается элементная база устройств полупроводниковой электроники, исследуются принципы построения и схемотехника цифровых телекоммуникационных электронных устройств.

В учебном пособии «Схемотехника телекоммуникационных устройств. Методические разработки по лабораторным работам. Часть 1. «Схемотехника аналоговых электронных устройств» рассматривается элементная база устройств полупроводниковой электроники, исследуются принципы построения и схемотехника аналоговых телекоммуникационных электронных устройств.

Рассматриваются принципы построения и схемотехника аналоговых и цифровых устройств полупроводниковой электроники, Предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения, а также для специалистов направлений «Информатика и вычислительная техника», «Управление в технических системах» и «Радиотехника».

Рассматривается элементная база устройств полупроводниковой электроники, излагаются принципы построения и схемотехника аналоговых и цифровых телекоммуникационных устройств.

В представленной статье отражены результаты разработки алгоритмов декомпозиции и редукции исходного множества показателей качества функционирования инфокоммуникационных систем (ИКС) с целью создания экспертных систем показателей качества (ЭСПК), обладающих свойствами оптимальности (безызбыточности), состоятельности, адекватности условиям функционирования и задачам стоящим перед перспективными ИКС. Реализация сформированных ЭСПК в моделях процессов (подпроцессов) функционирования проектируемых ИКС, позволит существенно снизить вычислительные затраты и обеспечить рост степени объективности процесса формирования экспертных оценок качества проектно-технических решений, реализуемых на различных этапах разработки инфокоммуникационных систем

В работе рассмотрены методы определения координат источников радиоизлучения MUSIC и BS-MUSIC, методы снижение вычислительной сложности и размерности антенной решетки. Приведены численные оценки точности определения координат источников радиоизлучения классическим методом MUSIC, а также после предварительного преобразования ортогональными диаграммами направленности в зависимости от отношения сигнал/шум, числа лучей и времени усреднения корреляционной матрицы

Разработан способ определения длительности суперфрейма обратного канала спутниковой сети стандарта DVB-RCS, обеспечивающий эффективное использование выделенной сети частотной полосы. Основное отличие разработанного способа от известных ранее заключается в определении длительности суперфрейма, позволяющее сократить время на процедуру формирования частотно-временного плана и нахождения пакетных данных в буфере спутникового терминала

Предложен способ формирования запроса динамического резервирования пропускной способности частотно-временного плана суперфрейма, обеспечивающий эффективное использование ресурса выделенного спутниковой сетью интерактивного доступа

Разработан СВЧ-плазмотрон атмосферного давления с мощностью питания 600 Вт для прикладных задач. Выполнен расчет, оптимизация, настройка и исследование резонаторной рабочей камеры плазмотрона штыревого типа. Проведено экспериментальное исследование рботы СВЧ-плазмотрона

В последнее время в деятельности регуляторных органов всех уровней отчетливо прослеживаются намерения реформировать систему регулирования использования и лицензирования радиочастотного спектра (РЧС). Особого внимания заслуживают последние предложения Рабочей группы по формированию в Российской Федерации системы «Открытое правительство», разработанные в мае 2012 г. Наряду с анализом этих предложений, в статье также представлено экспертное мнение по вопросу целесообразности и возможных вариантов практической реализации предложенных механизмов.

В условиях Крайнего Севера коротковолновая радиосвязь остается одним из наиболее распространенных родов дальней связи. Сегодня среди множества направлений совершенствования систем КВ-радиосвязи наиболее перспективным является использование адаптивных методов, т.е. постоянное слежение за состоянием канала связи и использование в каждый момент времени оптимальной сигнально-кодовой конструкции, частоты, мощности и алгоритма обработки сигнала. «Российский институт мощного радиостроения» (РИМР) на основе современных научных достижений в области радиофизики, радиоэлектроники, компьютерной техники, цифровой обработки сигналов, программирования разрабатывает и производит современные цифровые автоматизированные комплексы и оборудование КВ-радиосвязи

Рассмотрены организационные и информационно-технологические особенности объекта исследований. Выполнен анализ принципов построения, процесса создания и эволюции топологической схемы сети. Приведена характеристика используемых радиоэлектронных средств. На основе логико-вероятностного подхода разработаны алгоритмы расчета коэффициента готовности сети по отказам (сбоям). Выполнена расчетная оценка Южной, Северной и Западной магистралей сети при различных вариантах оборудования и топологических схем.

Синтезирован квазиоптимальный алгоритм фильтрации фазы пилотной компоненты сигнала L1OC с обработкой на поднесущих частотах. Рассчитаны дискриминационные и флуктуационные характеристики синтезированного фазового дискриминатора. Приведены результаты имитационного моделирования синтезированной следящей системы, подтверждающие ее эффективность.

С использованием логарифма отношения функционалов правдоподобия решена задача статистического синтеза алгоритма обнаружения пространственных объектов аппаратурой, реализующей гиперспектральный режим наблюдения. Получены характеристики обнаружения объектов с полностью известными параметрами, а также с неизвестной амплитудой.

Цель: разработка высокоточных алгоритмов вычисления производной сигнала для уменьшения ошибок дифферен- цирования пространственного положения объекта. Методы: использование обратного преобразования Фурье приме- нительно к линейной частотной характеристике дифференцирующего фильтра в заданном диапазоне частот. Результаты: показано, что известные дифференцирующие устройства, выполненные на базе операционного усилителя с использо- ванием «C-R»-цепи, а также дискретные алгоритмы дифференцирования, основанные на разложении в степенной ряд частотной передаточной функции идеального дифференциатора, при ограниченном числе членов ряда не обеспечивают линейной частотной характеристики в широком диапазоне частот. Разработан дифференцирующий фильтр для высоко- точного вычисления производной сигнала в широком диапазоне частот от нуля до частоты Найквиста. Получена его им- пульсная характеристика, позволяющая с использованием интеграла Дюамеля сравнительно легко вычислить выходной сигнал дифференцирующего фильтра при заданном входном воздействии.

Лабораторный практикум рассчитан на выполнение четырех работ. В первых двух лабораторных работах основное внимание уделено методике измерений, в двух последующих - экспериментальному подтверждению основных положений теории линейных дискретных решеток и теории излучающих поверхностей.

Рассматриваются основные принципы построения волоконно-оптических систем передачи со спектральным уплотнением (WDM). Технологии DWDM, CWDM. Схемы построения. Оборудование DWDM, CWDM. Особенности проектирования систем передачи с использованием технологий WDM.

В монографии содержатся методы теории и алгоритмы систем автоматического управления (САУ) сложными биотехнологическими объектами, которые позволяют найти подходящее управление в условиях неполного, нечеткого и неточного знания состояния объекта управления и характеристик внешних и внутренних воздействий, при которых функционирует этот объект. Приведены примеры синтеза САУ промышленным биотехнологическим процессом для различных режимов функционирования. Адресована научным работникам и инженерам, разрабатывающим современные системы управления биотехнологическими процессами, может оказаться полезной для студентов и аспирантов вузов.

В книге рассмотрены вопросы структурно-параметрического синтеза систем автоматического управления (САУ) интервальными объектами, математическую основу которых составляет метод гарантирующего управления и максимальная степень устойчивости, а также алгоритмы аппроксимирующего управления для широкого спектра нелинейных характеристик и алгоритмы, полученные на базе нечеткой логики и нейронных сетей. Адресована научным работникам и инженерам при проектировании САУ сложными динамическими объектами и технологическими процессами, а также аспирантам специальностей 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами и 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации.

Методические указания предназначены для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов») и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов смежных специальностей. Содержат описание выполнения лабораторных работ по дисциплине «Схемотехника дискретных устройств» на стенде НТЦ-02.05.1. Методические указания составлены с использованием материалов, предоставленных заводом-изготовителем стенда НТЦ-02.05.1 «Электроника».

Монография посвящена теории флюктуационных процессов в динамических системах. В начале излагается необходимый математический аппарат. Применительно к динамическим системам используется специально разработанный автором аппарат процессов Маркова. Обсуждается условие его применимости и эффективности. В книге рассмотрена теория нелинейных преобразований флюктуационных и регулярных сигналов, воздействие шума на электронные реле и теория работы автоколебательных систем при наличии случайных воздействий.

«Силовая электроника» информирует читателей о последних исследованиях и разработках в области электроники, об основных направлениях и перспективах развития отечественного и мирового рынка силовой электроники. Тематически журнал охватывает все разделы силовой электроники, затрагивая не только традиционные темы, такие как компоненты силовой электроники, источники питания, электроприводы, схемотехническое моделирование, но и сферы применения элементной базы силовой электроники в системах индукционного нагрева, испытательном оборудовании, автомобильной электронике. Журнал освещает и такие пограничные сферы, как качество электроэнергии.

Рассмотрены теоретические и практические аспекты разработки и проектирования современных усилительных устройств. Приведены способы математического описания их работы, а также основы анализа и синтеза устройств с заданными техническими характеристиками и параметрами.

Рассмотрены вопросы синтеза цифровых устройств циклического действия, являющихся одними из самых распространенных функциональных узлов цифровой техники, к которым относятся счетчики, распределители импульсов, кодирующие устройства, устройства управления процессоров и др., на основе широко известного инженерного метода, использующего процедуры канонического синтеза и таблицы переходов Хаффмена, базой которых является теория конечных автоматов. Предложена для использования специалистами в инженерной практике оригинальная методика синтеза этого частного класса устройств, позволяющая значительно улучшить их характеристики в части повышения быстродействия, экономии количества оборудования, обеспечения регулярности структуры, основанная на моделях этих устройств, разработанных автором. Краткое описание указанных классических методик с инженерным уклоном, предваряющее описание оригинального материала с целью сокращения затрат времени на ознакомление с ним, может быть использовано для первоначального знакомства с формализованными методами разработки функциональных устройств цифровой техники. Все рассмотренные схемы проверены путем моделирования на ПЭВМ с использованием программ Multisim 6.0 и Multisim 12.0.

Введение: увеличение эффективности современных систем невозможно без совершенствования бинарных кодов и сигналов на их основе. Часто применяемые N-элементные бинарные коды не позволяют достигать желаемого низкого уровня боковых пиков автокорреляционной функции при вариации N в достаточно широком диапазоне. К бинарным кодам для разнообразных систем могут предъявляться дополнительные требования по чередованию знаков коэффи- циентов и наличию аналитической системы нумерации. Это важно при построении и генерации множества кодов объ- емных ансамблей, когда хранятся не коэффициенты кодов, а их номера в определенной системе исчисления. Целью работы является аналитический синтез N-элементных бинарных кодов с заданным уровнем R боковых пиков автокор- реляционной функции (R-кодов) при наличии определенных требований к чередованию коэффициентов кодов, а также разработка системы их учета. Результаты: изложена в общем виде методика решения задачи синтеза с ограничения- ми, указаны ее особенности (например, возможность преобразования совокупности неравенств в систему уравнений, причем ее первая половина используется для нахождения кодов-кандидатов на решение, а вторая — для выявления искомых решений). Даны соотношения, позволяющие найти значения кодовых последовательностей. Предложен спо- соб нумерации синтезированных кодов, базирующийся на системе полных кодов. Введено понятие авторского кода, определяющего правило чередования знаков некоторых коэффициентов R-кодов. Дана методика нахождения списков кодов с такими свойствами в предложенной системе нумерации. Представлены примеры синтеза авторских кодов с R = 3, N = 32, 33. Практическая значимость: предложенная методика и результаты синтеза могут найти приложение при построении бинарных кодов и сигналов на их основе для систем управления, связи, радиолокации, вычислительных систем и сетей. doi:10.15217/issn1684-8853.2015.1.59

Учебное пособие содержит примеры и задачи по основным разделам курса «Статистическая радиотехника». В каждом разделе пособия приведены справочные теоретические сведения, подробно рассмотрены типовые примеры, даны задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрены внутренняя структура семейств микросхем стандартной логики, их электрические характеристики, а также особенности применения стандартных логических микросхем различных семейств и совместного использования при разработке электронных устройств.

Приведены современные требования к геометрической точности изготовления пластин-подложек интегральных микросхем. Рассмотрены кремниевые подложки диаметром 150 и 200 мм, а также сапфировые подложки диаметром 100 мм. Описаны новые технологические операции, применяемые при производстве полупроводниковых пластин.

На основе теории непрерывно-дискретных систем предложена методика синтеза [сигма][дельта]-АЦП с многоуровневым ЦАП на основе широтно-импульсного модулятора, отличающихся высокой линейностью преобразования. Приведены результаты имитационного моделирования.

На основе теории непрерывно-дискретных систем предложена методика синтеза [сигма][дельта]-модулятора с многоуровневым ЦАП на основе широтно-импульсного модулятора, отличающегося высокой линейностью преобразования и низким уровнем флуктуационного шума. Приведены результаты имитационного моделирования.

На основе анализа механизма возникновения погрешности от краевых эффектов в интегрирующих АЦП проведена систематизация структурно-алгоритмических методов ее снижения. Предложены методы ее полной компенсации путем введения поправок в цифровом, аналоговом и аналого-цифровом виде. Рассмотрены варианты схемной реализации интегрирующих АЦП, свободных от погрешности от краевых эффектов.

На основе теории непрерывно-дискретных систем предложен метод синтеза цифровых акселерометров с неоднородной природой физических величин. Проводится моделирование и исследование синтезированных структур с использованием системы Matlab.

Проанализированы перспективы развития интегрирующих аналого-цифровых преобразователей, реализующих единичные и ступенчатые весовые функции.

Рассмотрен вопрос возникновения погрешности от краевых эффектов в интегрирующих АЦП. Предложен способ компенсации этой погрешности, описывается алгоритм преобразования и схемная реализация интегрирующего АЦП с компенсацией погрешности от краевых эффектов.

Транзисторные ТВ передатчики мощностью 5-50 кВт содержат несколько ступеней сложения мощностей и жесткие коаксиальные фидеры с многократными поворотами ("коленами"). В связи с увеличением количества программ и внедрением цифрового телевидения несколько передатчиков подключают к общей антенне через разделительные мосты, дополнительные фидеры. Эти устройства вносят рассогласование в фидерный тракт, поэтомы необходимы дополнительные согласующие устройства. В тстатье предлагается методика расчета и примеры реализации одно- и двухэлементных емкостных согласователей для мощных коаксиальных фидеров.

Развитие современных систем и устройств радиотехники и связи невозможно без широкого применения систем синхронизации. В статье приведен краткий обзор совместных систем фазовой и тактовой синхронизации для класса модулированных сигналов с непрерывной фазой, нашедшего в последние годы широкое применение в различных областях связи. Указаны некоторые вопросы, возникающие при использовании таких систем синхронизации.

Размышления на тему, что сложнее, компьютер или радиостанция.

В учебном пособии рассматриваются математический аппарат, применяемый в системах автоматизированного проектирования (САПР) для моделирования работы полупроводниковых приборов, и интерфейс САПР Crosslight Apsys. Подробно описывается процесс создания проекта в САПР Crosslight Apsys для проведения расчётов и анализа результатов моделирования полупроводниковых приборов.

Методические указания предназначены для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов») и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов смежных специальностей. Содержат описание выполнения лабораторных работ по дисциплине «Силовая электроника» на стенде НТЦ-07.25.

Предназначены для студентов, обучающихся по направлению 210100.62 Электроника и наноэлектроника (дисциплина «Физические методы диагностики наноструктур», цикл БЗ), очной формы обучения.

В пособии рассматриваются основы построения и функционирования цифровых систем связи на основе сигналов с ортогональным частотным и пространственным разделением. Приводится математическое описания процессов в системе на основе многомерных сигналов. Рассматриваются вопросы частотно-временной синхронизации, коррекции частоты и фазы на основе многомерной фильтрации Калмана.

В пособии приводятся основные понятия и определения теории сигналов, последовательно и во взаимной связи излагаются основы спектральной теории управляющих и модулированных сигналов. Во втором издании материал методически доработан с учетом опыта преподавания соответствующих дисциплин.

В работе обоснована концепция анализа энергетических характеристик плазменных сред и активации процессов в плазме. Предложена теория представления реакторных объемов плазменных установок в виде «цепных» аналогов. Рассмотрены схемотехнические решения, лежащие в основе функционирования емкостных, индукционных и гибридных генераторов высокочастотной низкотемпературной плазмы. Предложены конструктивные решения установок для плазмохимической обработки приборов.

Монография посвящена синтезу новой элементной базы антенн и микроволновых устройств. Основой этих элементов являются элек- тромагнитно связанные полосковые и микрополосковые линии пере- дачи. Синтез элементов и узлов ведется с позиций современных тен- денций и воззрений, включая использование систем трехмерного электродинамического моделирования электромагнитного излучения антенн в дальней зоне Фраунгофера. Все результаты, полученные в работе, поддерживаются печатными работами и патентами автора в соавторстве с коллегами и учениками. Каждый раздел работы содер- жит табулированные и графические результаты, пригодные для непо- средственного использования в проектировании антенн и микровол- новых устройств с соблюдением отечественных норм конструкторско- технологических требований микроэлектроники.

Монография посвящена синтезу новой элементной базы антенн и микроволновых устройств. Основой этих элементов являются элек- тромагнитно связанные полосковые и микрополосковые линии пере- дачи. Синтез элементов и узлов ведется с позиций современных тен- денций и воззрений, включая использование систем трехмерного электродинамического моделирования электромагнитного излучения антенн в дальней зоне Фраунгофера. Все результаты, полученные в работе, поддерживаются печатными работами и патентами автора в соавторстве с коллегами и учениками. Каждый раздел работы содер- жит табулированные и графические результаты, пригодные для непо- средственного использования в проектировании антенн и микровол- новых устройств с соблюдением отечественных норм конструкторско- технологических требований микроэлектроники.

Журнал представляет обзоры, аналитические материалы, новые технические и технологические решения, методологические подходы и методы, результаты экспериментальных исследований и практические рекомендации в таких областях, как охранные системы, поисковая техника, специальные технические средства и технологии антитеррористической направленности, статьи по криминалистике, информационной безопасности, защите систем и каналов связи, нормативно-правовым вопросам и другую информацию в области специальной техники гражданского и двойного назначения. Целевая аудитория – разработчики, проектанты и пользователи технических средств обеспечения безопасности, работники правоохранительных органов и охранных структур, научные работники, аспиранты, докторанты и студенты. С 2016 г. журнал не выходит.

В пятом томе задачника в первой части представлены задачи по оценке сигналов, их параметров и энергетических спектров. Рассмотрены задачи на вычисление границ Рао-Крамера для дисперсии оценок, на определение оценок методами максимального правдоподобия и байесовских критериев, а также задачи на оценивание случайных сигналов фильтрами Винера и Калмана, приведены примеры приложения теории нелинейного оценивания (метод Стратоновича) и задачи на оценивание спектра. Во второй части пособия даны задачи на вычисление энтропии распределений, а также задачи по кодированию и по оценке помехоустойчивости систем передачи сообщений.

Рассмотрены принципы построения спутниковых систем связи и их составных частей. Приведены основные понятия, термины и параметры, виды служб. Освещены вопросы электромагнитной доступности и надёжности, виды помех. Анализируются методы и виды многостанционного доступа, виды модуляции и помехоустойчивого кодирования, а так же принципы действия современных спутниковых модемов. Описаны способы сжатия сигналов для сокращения информационной избыточности, приведены особенности и перспективы развития спутниковых сетей VSAT. Рассмотрены особенности мобильных спутниковых систем связи и общие технологии формирования цифровых потоков информации, особенности цифрового спутникового телевещания. Приведены основные энергетические соотношения на линии связи для спутников с использованием геостационарной орбиты.