2017-11-01
456УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
______Методы измерения и математическая обработка результатов измерений в электронике_____
(код и полное наименование дисциплины по рабочему учебному плану)
для магистрантов специальности (ей) 6М071900-Радиотехника, электроника и телекоммуникации (шифр и наименование специальности/специализации)
Астана
2017-2018
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина
Кафедра __ Радиотехника, электроника и телекоммуникации
(наименование кафедры)
СИЛЛАБУС
______________________________________________________________
(шифр и наименование модуля)
по дисциплине _ Методы измерения и математическая обработка результатов измерений ___
(код и полное наименование дисциплины по рабочему учебному плану)
для магистрантов специальности 5В071900- Радиотехника, электроника и телекоммуникации (шифр и наименование специальности/специализации)
Астана
|
|
|
2017-2018
Программа дисциплины (Syllabus)
Syllabus
Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина
1. Данные о преподавателях: Мухамедрахимов Карипола Уалиевич, к.ф.-м.н., ст.преподаватель кафедры Радиотехники, электроники и телекоммуникации КАЗАТУим.С.Сейфуллина. Конт. данные (раб), 8 701 320 3689, karipola-53@mail.ru.
Время пребывания на кафедре: согласно учебному расписанию.
Научные интересы: Физика твердого тела. Исследование радиационно-чувствительных и радиационно-устойчивых материалов. Методика профессионального обучения. Методика решения олимпиадных задач по физике.
Научная школа: научная школа физики твердого тела под руководством д.ф.-м.н., профессора Кукетаева Т.А.
Дополнительная информация: выпускник КазНУ им. аль-Фараби (г. Алматы), кандидатская диссертация защищена в КарГУ им.Е.Букетова (г. Караганда).
2. Методы измерения и математическая обработка результатов измерений.
Количество кредитов - 3.
3. Распределение часов по учебному плану
| Виды занятий | Общее количество часов | Осенний семестр | Весенний семестр | ||
| В неделю | Всего | В неделю | Всего | ||
| Лекции | |||||
| Практическое занятие | - | ||||
| Семинарское занятие | - | - | |||
| Лабораторное занятие | |||||
| Студийное занятие | - | - | |||
| СРО |
Время и место проведения: первыйсеместр; согласно расписанию. Аудитории лекции, практических зан. и лабораторных зан. – согласно учебному расписанию КАЗАТУим.С.Сейфуллина.
Пререквизиты учебной дисциплины: изучение магистрантами курса «Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах» базируется на дисциплинах бакалавриата «Теория электросвязи», «Вычислительная техника», «Передача дискретных сообщений», «Многоканальные системы передачи», «Линии связи», «Метрология, стандартизация и сертификация».
|
|
|
Постреквизиты учебной дисциплины: «Цифровые системы передачи», «Цифровая коммутация», «Волоконно-оптические системы передачи».
5. Характеристика учебной дисциплины:
5.1 Назначение учебной дисциплины: Современное развитие телекоммуникационных технологий характеризуется повышенным требованием к качеству предоставляемых услуг связи, что предполагает грамотную организацию измерений на сети связи. Измерение наряду с анализом, тестированием, мониторингом и контролем являются методами контроля телекоммуникационных систем применительно к качеству обслуживания в электросвязи.
Ядро курса «Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах» составляют вопросы эффективности использования различных методов измерений и контроля телекоммуникационных систем и сетей связи и анализу их метрологических параметров. Является неотъемлемой частью всех радиотехнических дисциплин и дисциплин телекоммуникации.
5.2. Цель изучения учебной дисциплины: Цель дисциплины «Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах» заключается в изучении магистрантами основам теории измерений параметров телекоммуникационных систем и получение ими практических навыков по проведению технического контроля и диагностики, обучение методам технической эксплуатации телекоммуникационных систем и сетей связи.
5.3. Задачи изучения дисциплины:
- обучить магистрантов основам теории измерений параметров телекоммуникационных систем, а также привить им практические навыки по проведению технического контроля и диагностики и обучить методам технической эксплуатации телекоммуникационных систем и сетей связи.
В результате изучения дисциплины «Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах» магистрант должен:
– знать основы измерений телекоммуникационных систем, методы и средства измерений аппаратуры телекоммуникационных систем, методы проведения теоретических и экспериментальных исследований в области техники связи, методы оценки параметров устройств и систем связи, передовые методы технического контроля и диагностики в процессе настройки и эксплуатации средств связи;
– уметь правильно рассчитывать, анализировать и разрабатывать задачи, относящиеся к измерительным технологиям телекоммуникационных сетей, осуществлять анализ надежности и схем диагностики телекоммуникационных систем и средств связи;
– иметь навыки технического контроля и диагностики в процессе настройки и технической эксплуатации систем и устройств связи.
5.4 Содержание учебной дисциплины
В данном курсе рассмотрены особенности нелинейных и параметрических цепей и преобразования сигналов в этих цепях, методы расчета линейных электрических цепей и анализа прохождения через них сигналов, а также передача сигналов по длинным линиям с распределенными параметрами.
5.5 План изучения учебной дисциплины:
Лекционный курс, тематический план, 1 курс, 1 семестр
| п/п № | Название темы | Формы организации обучения и количество часов | Задания для СРО | |||||
| Лекция | Практическое (семинар) | Лабораторное | СРОП | СРО | ||||
| Введение. Цель и содержание курса. Основные задачи курса, роль в подготовке специалиста. Общие вопросы измерений в электронике. Основные понятия и термины в теории и практике измерений. Измерение напряжения и силы тока. Общие сведения. Измерение постоянного тока. Метод непосредственной оценки. Косвенное измерение тока. Измерение переменного тока. | Приборы электромагнитной системы. Электродинамические приборы. Выпрямительные приборы. Термоэлектрические приборы. Измерение напряжения и силы тока с помощью цифровых приборов. Общие сведения. | |||||||
| Свойства средств измерений и предъявляемые к ним требования. Точностные характеристики средств измерений. Технические характеристики средств измерений. Перспективы развития средств измерений в электронике. Измерение напряжения постоянного тока. Приборы электроизмерительных систем непосредственной оценки. | Аналоговые электронные вольтметры. Авто-компенсационные вольтметры. Измерение напряжения постоянного тока методом сравнения. Потенциометры постоянного тока. Дифференциальные вольтметры. Методы преобразования напряжения (тока) в цифровой эквивалент. | |||||||
| Измерение мощности. Характеристики мощности. Классификация методов измерение мощности. Методы измерения мощности. Методы измерения поглощаемой мощности. Измерение мощности с помощью терморезисторов. Термоэлектрический метод измерения мощности. Калориметрические методы измерения мощности. Измерение импульсной мощности. | Методы измерения проходящей мощности. Средства измерения мощности. Ваттметры калориметрические. Ваттметры терморезисторные. Приемные преобразователи терморезисторных ваттметров. Ваттметры термоэлектрические. Ваттметры импульсные. Автоматизация методов измерения мощности. Метрологическое обеспечение средств измерения мощности. | |||||||
| Измерение параметров линейных компонентов цепей с сосредоточенными постоянными. Характеристики и параметры линейных компонентов цепей с сосредоточенными постоянными. Классификация параметров линейных компонентов цепей с сосредоточенными постоянными. Комплексное сопротивление, комплексная проводимость и эквивалентные схемы линейных компонентов. | Способы подключения измеряемого объекта к измерительной цепи. Методы измерения параметров линейных компонентов цепей с сосредоточенными постоянными. Метод вольтметра-амперметра. Метод непосредственной оценки. Мостовой метод. Резонансный метод. Метод дискретного счета. Автоматизация средств измерений. Средства измерений параметров линейных компонентов цепей с сосредоточенными постоянными. Классификация, основные характеристики. | |||||||
| Измерение параметров и характеристик трактов с распределенными постоянными. Характеристики и параметры трактов с распределенными постоянными. Методы измерения коэффициента стоячей волны по напряжению, модуля и фазы коэффициента отражения. Применяемость при создании и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры. Классификация и основные характеристики приборов. | Основные измерительные задачи и области применения приборов. Метрологическое обеспечение средств измерений параметров линейных компонентов цепей с сосредоточенными постоянными. | |||||||
| Измерение добротности. Методы измерения добротности на частотах до 300 МГц. Автоматизация измерений добротности. Измерение добротности резонаторов на СВЧ. Средства измерения добротности — куметры. Метрологическое обеспечение измерителей добротности. | Средства измерений параметров трактов с распределенными постоянными. Метрологическое обеспечение средств измерений параметров и характеристик трактов с распределенными постоянными. | |||||||
| Измерение частоты электромагнитных колебаний Общие сведения. Методы определения действительного значения частоты электромагнитных колебаний. Метод сравнения измеряемой частоты с известной (образцовой). Резонансный метод определения действительного значения частоты. Мостовой метод измерения частоты. Метод измерения частоты путем перезаряда конденсатора. Методы определения долговременной нестабильности частоты. Методы измерения кратковременной нестабильности частоты Методы стабилизации частоты электромагнитных колебаний. | Метод параметрической стабилизации частоты электромагнитных колебаний. Метод кварцевой стабилизации частоты электромагнитиых колебаний. Методы стабилизации частоты, основанные на процессах обмена энергии в атомах и молекулах. Квантовые стандарты частоты. Активные квантовые стандарты. Пассивные квантовые стандарты. Приборы и устройства для измерения частоты и генерации колебаний стабильной частоты. | |||||||
| Измерение фазы. Общие сведения. Методы измерения фазы. Автоматизированные методы измерения фазы. Средства измерения фазы. Метрологическое обеспечение средств измерения фазы. Классификация и основные параметры. Применяемость при создании и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры и ее электронных компонентов. Стандарты частоты и времени. | Частотомеры резонансные. Частотомеры электронно-счетные. Частотомеры гетеродинные, емкостные, мостовые. Синхронизаторы частоты, преобразователи частоты. Синтезаторы частоты, делители и умножители частоты. | |||||||
| Измерение интервалов времени. Общие сведения об измерении времени. Электронные методы измерения интервалов времени. Автоматизация процесса измерения интервалов времени. Средства измерения временных интервалов. | Приемники сигналов эталонных частот и сигналов времени; компараторы частотные и фазовые. Преобразователи частоты. Блоки приборов для измерения частоты. Метрологическое обеспечение частото-измерительных приборов. Использование высоко-стабильных колебаний при измерениях времени и других физических величин. Автоматизация частотных измерений. | |||||||
| Аттенюаторы и измерение ослабления. Общие сведения. Классификация аттенюаторов. Характеристики аттенюаторов различных видов. Методы измерения ослабления. Средства измерения ослабления. Классификация, основные характеристики. | Применяемость при создании и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры, ее узлов и блоков. Автоматизация процессов измерения ослабления. Метрологическое обеспечение средств измерения ослабления. | |||||||
| Измерение амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников. Амплитудно-частотные характеристики активных и пассивных четырехполюсников. Методы измерения параметров амплитудно-частотных характеристик. Средства измерений параметров амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников. | Классификация, основные характеристики. Применяемость при создании и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры, ее узлов, блоков и электронных компонентов. Автоматизация процессов измерения амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников. Метрологическое обеспечение средств измерений параметров А4Х. | |||||||
| Измерение искажений формы сигналов. Характеристики искажений формы сигналов. Методы измерений искажений формы сигналов. Автоматизация измерений характеристик искажений формы сигналов. Средства измерений нелинейных искажений. Метрологическое обеспечение средств измерений характеристик искажений формы сигналов. | Шумовые параметры четырех-полюсников. Методы измерения шумовых параметров четырехполюсников. Метод двух отсчетов. Метод опорного сигнала. Модуляционный метод измерения шумовых параметров четырех-полюсников. Средства измерений шумовых параметров четырехполюсников. | |||||||
| Измерение коэффициента шума приемных устройств. Измерение температуры шума СВЧ усилителей и транзисторов. Измерение коэффициента шума СВЧ усилителей, интегральных микросхем, транзисторов и балансных смесителей. Панорамное измерение коэффициентов шума и передачи СВЧ усилителей и интегральных микросхем. Автоматизация измерений источники шумовых сигналов. Газоразрядные генераторы шума. | Тепловые генераторы шума. Генераторы шума на вакуумных приборах. Генераторы шума на полупроводниковых приборах. Генераторы шума на фотодиоде. Метрологическое обеспечение средств измерений шумовых сигналов. Поэлементная поверка измерителей коэффициента шума. Комплектная поверка измерителей коэффициента шума. | |||||||
| Измерение параметров спектра радиосигналов. Характеристики спектра радиосигналов. Методы измерения характеристик спектра сигналов. Средства измерений характеристик спектра. Классификация, основные характеристики, применение. Анализаторы спектра параллельного действия. Гетеродинные анализа торы спектра последовательного типа. Анализаторы спектра на дисперсионных линиях задержки. Анализаторы спектра на цифровом фильтре. Анализаторы спектра псевдопараллельного действия или анализаторы реального времени со сжатием временного масштаба. Вычислительные анализаторы спектра. | Измерение параметров модулированных сигналов. Характеристика и параметры модулированных сигналов. Методы и средства измерений параметров модулированных сигналов. Принципы построения измерителей модуляции и их основные характеристики. Метрологическое обеспечение измерителей модуляции. Области применения. Автоматизация измерений характеристик спектра Метрологическое обеспечение средств измерений характеристик спектра | |||||||
| Логические анализаторы. Классификация логических анализаторов. Особенности логических анализаторов. Дополнительные входы анализаторов. Индикация. Конструкция подключающих устройств. | Ввод начальных данных. Временные соотношения в анализаторе. Обобщенная структурная схема анализаторов. Примеры использования логических анализаторов. Описание приборов. | |||||||
| ВСЕГО |
План проведения лабораторных занятий и их краткое описание
|
|
|
|
|
|
| № не-дели | Название темы | Описание |
| Вводное занятие. Техника безопасности в лаборатории. | Ознакомление с лабораторией. Ознакомление с лабораторными работами и стендами. | |
| Прямые и косвенные однократные измерения | Основные понятия метрологии. Классификация и характеристики измерений. Классификация и характеристики средств измерений. Способы получения и прдставления результатов однократных измерений. Принцип действия, устройство и характеристики средств измерений. | |
| Обработка и представление результатов. | Обработка и представление результатов однократных измерений при наличии систематической погрешности. | |
| Стандартная обработка результатов. | Стандартная обработка результатов прямых измерений с многократными наблюдениями. | |
| Процедура обработки результатов. | Упрощенная процедура обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями. | |
| Обработка результатов прямых измерений. | Обработка результатов прямых измерений с многократными наблюдениями при наличии грубых погрешностей. | |
| Обработка и представление результатов. | Обработка и представление результатов прямых измерений при наличии группы однородных и равнорассеянных многократных наблюдений. | |
| Проверка средств измерений. | Общие сведения об организации и проведении проверки средств измерений. | |
| Проверка средств измерений. | Определение погрешности электронного вольтметра. | |
| Измерение электрических величин. | Измерение силы постоянного тока. Измерение мощности постоянного электрического тока. | |
| Измерение электрических величин. | Измерение постоянного напряжения методом компенсации. Измерение переменного электрического напряжения. | |
| Измерение электрических величин. | Измерение параметров гармонического напряжения с помощью осциллографа. | |
| Измерение электрических величин. | Измерение частоты и периода электрических сигналов. Измерение угла фазового сдвига. | |
| Измерение электрических величин. | Прямые измерения активного электрического сопротивления. | |
| Обзорное занятие по всем проведенным лабораторным работам | Обзор. Повторение. |
Список основной и дополнительной литературы
6.1. Основная литература
1. Черемисин В. Т., Тигеева Т. А., Шкреба В. Ф. Основы метрологии и электрические измерения / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1986. Ч. 1. 41 с.; Ч. 2. 38 с.
2. Тигеева Т. А., Черемисин В. Т. Основы метрологии и электрические измерения / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1989. Ч. 1.;
26 с., Ч. 2. 20 с.
3. Тигеева Т. А., Черемисин В. Т. Метрология, стандартизация и управление качеством / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1993.
Ч. 1. 39 с.
4. Вострокнутов Н. Н. Цифровые измерительные устройства. Теория погрешностей, испытания, поверка. М.: Энергоатомиздат, 1990. 208 с.
5. Клаассен К. Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. М.: Постмаркет, 2000. 352 с.
6. Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей
результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1985. 248 с.
7. Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов / Под ред. Е. М. Душина. 6-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, 1987. 480 с.
8. Харт Х. Введение в измерительную технику: Пер. с нем. М.: Мир, 1999. 391 с.
9. Рабинович С. Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978. 262 с.
10. Электрические измерения / Под ред. А. В. Фремке,
Е. М. Душина. 5-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергия, 1980.
6.2. Дополнительная литература
1. Контроль качества в телекоммуникационных системах / Под ред. Иванова А.Б.- М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 2001. - 336 с.
2. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии: Уч. Для вузов. -2-е изд., перераб. И доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004. – 204 с.
3. Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Основы метрологии. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2003 - 157 с.
4. Самоделкина С.В., Клочковская Л.П. Методы и средства измерения в телекоммуникационных системах Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для магистрантов специальности 6М071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации. – Алматы: АИЭС,2010 - 27 с
Контроль знаний
| Первый рубеж | ||
| Посещаемость лекции | 5 баллов | |
| Посещаемость лабораторных и СРСП | 5 баллов | |
| Конспект лекций №1-№7 | 5 баллов | |
| СРСП, СРС | 5 баллов | |
| Защита лабораторных работ | 10 баллов | |
| Второй рубеж | ||
| Посещаемость лекции | 5 баллов | |
| Посещаемость лабораторных и срсп | 5 баллов | |
| Конспект лекций №7-№15 | 5 баллов | |
| СРСП, СРС | 5 баллов | |
| Защита лабораторных работ | 10 баллов | |
| Экзамен | Рубежный контроль | 60 баллов |
| Итоговый экзамен | 40 баллов | |
| Итоговый контроль |
Экзамен проводится устно.
Политика выставления оценок:
Объективность (четкие эквиваленты оценочной системы); прозрачность (информированность, осведомленность); высокая дифференциация.
Требования к курсу, правила оценки видов учебной деятельности и критерии выставления текущих, промежуточных и итоговых баллов доводятся до сведения обучающих в начале семестра.
Выставление оценок основывается на 100 бальной (100%) системе за курс. За один пропуск без уважительной причины – отнимается один балл. За невыполненное домашнее задание - отнимается один балл. В случае неудовлетворительного ответа у доски – отнимается пять баллов. В случае отработки пропущенных занятий, невыполненных домашних заданий и полного ответа по несвоевременно подготовленной теме аннулируются 0,5 часть минусовых баллов. Окончательная оценка знаний магистрантов (сумма баллов по текущему, промежуточному и итоговому контролю) выставляется в соответствии с кредитной технологией на основании данных, приведенных ниже.
Знания, умения и навыки магистрантов оцениваются по следующей системе
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент баллов | Процентное содержание баллов | Оценка по традиционной системе |
| А | 4,0 | 95-100 | отлично |
| А- | 3,67 | 90-94 | |
| В+ | 3,33 | 85-89 | хорошо |
| В | 3,0 | 80-84 | |
| В- | 2,67 | 75-79 | |
| С+ | 2,33 | 70-74 | удовлетворительно |
| С | 2,0 | 65-69 | |
| С- | 1,67 | 60-64 | |
| Д+ | 1,33 | 55-59 | |
| Д | 1,0 | 50-54 | |
| F | 0-49 | неудовлетворительно |
8. Политика учебной дисциплины
Дисциплина «Физика» является обязательным компонентом. Объем учебной нагрузки составляет 4 кредита, из них – 30 часов - лекций, 60 часов – лабораторных занятий, 15 часов – практических занятий, 120 часов – СРС.
Требования дисциплины: не опаздывать на занятия, не разговаривать во время занятий, не читать газеты, отключить сотовый телефон, не жевать резинку, не пропускать занятия, в случае отсутствия по болезни предоставить справку, пропущенные занятия по уважительной причине отрабатывать в определенное преподавателем время, в случае невыполнения заданий в установленные сроки, итоговая оценка снижается, активно участвовать в учебном процессе, быть терпимым, открытым, откровенным и доброжелательным к сокурсникам и преподавателям.
Разработчик ________________ _____ Мухамедрахимов К.У. _______
(подпись) (Ф.И.О.)
Рассмотрено на заседании кафедры __ Радиотехники, электроники и телекоммуникации ___
протокол № ______ от «______» __________20__ г.
