По выполнению контрольной работы №1
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ №1
с краткими методическими указаниями
по дисциплине ОП.04 Теория электросвязи
для студентов заочной формы обучения
специальности 11.02.06 Техническая эксплуатация транспортного радиоэлектронного оборудования (на железнодорожном транспорте)
курс 1
группа С-1
Ухта
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УР
___________ Коротаева Т.М.
«» сентября 2015 г.
Автор: Рыжикова Т. П. – преподаватель специальных дисциплин УТЖТ – филиала ПГУПС
Одобрено цикловой комиссией специальности
Техническая эксплуатация транспортного
радиоэлектронного оборудования (по видам транспорта)
Председатель
_____________А.В. Марчак
протокол № ___ от «» сентября 2015г.
адание на контрольную работу № 1.
Общие указания к выполнению контрольной работы №1
Задания на контрольную работу составлены в 50 вариантах. Вариант контрольной работы определяется двумя последними цифрами шифра студента по таблице 1.
К решению задач и ответам на вопросы следует приступать после изучения теоретического материала.
Решение задач необходимо пояснять схемами, графиками и рисунками в соответствии с действующими ГОСТами.
Задачи с цифровыми подсчетами следует решать в общем виде и в полученные формулы подставлять цифровые значения в том порядке, в каком расположены буквенные значения.
Расчеты следует производить с точностью до третьего знака.
При решении задач необходимо пользоваться Международной системой единиц СИ.
Таблица вариантов контрольной работы №1.
Таблица 1
| Две последние цифры шифра | Номер варианта | Номера вопросов и задач | Две последние цифры шифра | Номер варианта | Номера вопросов и задач |
| 01 51 | 1, 12, 22, 34, 47 | 26 76 | 6, 15, 21, 39, 41 | ||
| 02 52 | 2, 13, 23, 35, 48 | 27 77 | 7, 16, 22, 38 42 | ||
| 03 53 | 3, 14, 24, 36, 49 | 28 78 | 8, 17, 23, 37, 43 | ||
| 04 54 | 4, 15, 25, 37, 50 | 29 79 | 9, 18, 24, 36, 44 | ||
| 05 55 | 5, 16, 26, 38, 46 | 30 80 | 10, 20, 25, 33, 49 | ||
| 06 56 | 6, 17, 27, 39, 45 | 31 81 | 1, 12, 26, 35, 48 | ||
| 07 57 | 7, 18, 28, 33, 44 | 32 82 | 2, 13,27, 40, 50 | ||
| 08 58 | 8, 19, 29, 31, 43 | 33 83 | 3, 14, 20, 31, 46 | ||
| 09 59 | 9, 20, 30, 41, 50 | 34 84 | 4, 15, 19, 34, 45 | ||
| 10 60 | 10, 21, 32, 40, 49 | 35 85 | 5, 16, 18, 32, 47 | ||
| 11 61 | 11, 12, 31, 39, 48 | 36 86 | 6, 11, 17, 29, 41 | ||
| 12 62 | 1, 13, 30, 38, 47 | 37 87 | 7, 18, 27, 31, 49 | ||
| 13 63 | 2, 14, 29, 37, 46 | 38 88 | 8, 19, 28, 36, 50 | ||
| 14 64 | 3, 15, 28, 36, 45 | 39 89 | 9, 20, 29, 38, 45 | ||
| 15 65 | 4, 16, 27, 35, 44 | 40 90 | 10, 12, 20, 30, 40 | ||
| 16 66 | 5, 17, 26, 34, 43 | 41 91 | 1, 11, 21, 31, 41 | ||
| 17 67 | 6, 18, 25, 33, 42 | 42 92 | 2, 14, 22, 32, 42 | ||
| 18 68 | 7, 19, 24, 32, 41 | 43 93 | 3, 12, 23, 33, 43 | ||
| 19 69 | 8, 20, 27, 42, 50 | 44 94 | 4, 13, 24, 34, 44 | ||
| 20 70 | 9, 21, 28, 39, 49 | 45 95 | 5, 15, 25, 35, 45 | ||
| 21 71 | 10, 22, 30, 40, 48 | 46 96 | 6, 16, 26, 36, 46 | ||
| 22 72 | 1, 14, 22, 35, 47 | 47 97 | 7, 17, 27, 37, 47 | ||
| 23 73 | 2, ,12, 23, 36, 46 | 48 98 | 8, 18, 28, 38, 48 | ||
| 24 74 | 3, 13, 24, 37, 45 | 49 99 | 9, 19, 29, 39, 49 | ||
| 25 75 | 4, 11, 25, 38, 44 | 50 00 | 10, 20, 30, 40, 50 |
адача 1-10
1. Приведите классификацию линий и каналов электросвязи.
2. Дайте определение термина «сообщение» и «сигнал». Укажите связь между
ними.
3. Поясните, что называется «объемом сигнала»? Какие параметры он содержит?
4. Укажите в каких единицах измеряется количество информации и скорость
передачи информации.
5. Определить количество информации, переданной в двоичной системе единиц,
где m – число символов, из которых состоят отдельные сообщения; n – число
символов, характеризующие длину сообщений (данные взять из таблицы 2).
Таблица 2
| №№ задач | n – символов ( сообщений) | m - символов |
адача 11
1. Дайте определение направляющей системы. Приведите классификацию
направляющих систем.
2. Приведите электрическую схему длинной линии.
3. Первичные параметры зависят от конструкции линии, свойств используемых
материалов. Определите первичные параметры линии, если длина -2,2км;
R= 198 Ом; L = 1,65 мГн; С= 55нФ; G = 44мк См.
адача 12
1.Поясните смысл термина «длинная линия».
2. Приведите схемы замещения идеальной и реальной длинной линии.
3. Определите волновое сопротивление двухпроводной линии, у которой: а = 30см; d0 =5мм.
адача 13
1.Объясните, как образуются бегущие волны напряжения и тока в идеальной и
в реальной линии?
2. Дайте определение входного сопротивления линии.
Электрическая схема длинной линии
адача 14
1. Поясните смысл термина «реактивный шлейф».
2. Приведите электрическую схему подключения шлейфа к линии.
3.Приведите примеры шлейфа.
адача 15
1.Дайте определение волновода. Поясните его назначение и конструкцию. 2.Приведите преимущества и недостатки волноводов перед коаксиальными
кабелями.
3.Дайте пояснение физических процессов в волноводах. Приведите схему
распространения волн в волноводе.
адача 16-17
Поясните, в чем отличие между фазовой и групповой скоростями в волноводе ?
В прямоугольном волноводе сечением 4х3(15), 12х6 (16), распространяется волна типа H. Волновод заполнен пенополистиролом с диэлектрической проницаемостью ε; частота колебаний f = 8ГГц (16) , 16 ГГц (17). Определить фазовую скорость и длину волны в волноводе. Исходные данные размещены в таблице 3.
Таблица 3
| № варианта | а,(см) | b,(см) | ε,Ф/м | Тип волны | Теоретический вопрос |
| 4,0 | 3,0 | 1,15 | Н10 | Объяснить, будут ли распространяться волны при f =20ГГц. | |
| 6,0 | 1,07 | Н10 | Расшифруйте тип волны Н101. |
адача 18
1. Опишите конструкцию световода. Чем лимитируется дальность передачи по
световодам?
2. Приведите структурную схему волоконно-оптической системы передачи.
3. Определите ослабление сигнала в световоде длиной 5км при параметрах
сердечника: рабочая длина волны =1,18мкм; тангенс угла диэлектрических
потерь 1∙10-10, показатель преломления n1=1,51.
адача 19
1.Укажите, какие существуют разновидности световодов.
2.Укажите, в чем заключается принцип работы световода.
3. Поясните, что вы понимаете под термином «дисперсия световода? Как
определить суммарную дисперсию сигнала в световоде?»
адача 20
1.Что вы понимаете под термином « числовая апертура световода?»
2.Поясните, какие параметры световода зависят от значений числовой апертуры.
3.Определите числовую апертуру световода, если угол полного отражения
равен 80.
адача 21 - 31
21. Объясните физический смысл условий самовозбуждения автогенераторов.
Приведите временную диаграмму возбуждения автогенератора.
22. Перечислите режимы и условия самовозбуждения автогенератора.
23. Поясните способ определения стационарной амплитуды автогенератора.
24. Какова роль активного элемента в автогенераторах гармонических колебаний, в которых колебательный контур используют в качестве избирательной системы?
25. При каком условии стационарный режим работы автогенератора является устойчивым?
26. Поясните принцип подачи обратной связи в автогенераторах, построенных по трехточечной системе.
27. На какой угол поворачивает фазу каждое звено четырехзвенной RC- фазосдвигающей цепи? Укажите минимальное число звеньев фазосдвигающей цепи.
28. Почему в схемах с мостом Вина не используются фазосдвигающие цепочки? Поясните особенности данной схемы.
29. Каковы методы стабилизации частоты автогенераторов? Почему кварцевые резонаторы обеспечивают стабильную работу автогенератора?
30. Объясните назначение ООС в автогенераторах RC - типа.
31.Начертите схему RC-автогенератора с согласующим каскадом, выполненным на эмиттерном повторителе, опишите особенности схемы.
адача 32 – 34
Приведите принципиальную схему LC - автогенератора с автотрансформаторной
обратной связью, поясните процесс и условия самовозбуждения.
По данным таблицы 4 определите частоту и период автоколебаний автогенератора типа LC по исходным данным, указанным в таблице 4.
Таблица 4
| №№ задач | L, мкГн | С, пФ |
адача 35 - 37
Приведите принципиальную схему RC- автогенератора, поясните принцип его работы. Поясните, почему RC- генераторы применяют на низких частотах. Определите частоту колебаний автогенератора типа RC с трехзвенной фазосдвигающей цепью по исходным данным, приведенным в таблице 5.
Таблица 5
| №№ заданий | R, кОм | С, мкФ |
| 1,0 | ||
| 2,0 | ||
| 0,6 |
адача 38- 42
Приведите принципиальную схему LC - автогенератора с емкостной обратной связью. Поясните условия повышения стабильности частоты автогенератора. Определите значение элементов колебательного контура Lк.э, L б.э. Cк.б при заданных в таблице 6 значениях сопротивления – Х к.б , частоте генерации –
f г , коэффициента передачи - Ко.с.
Таблица 6
| № варианта | Х к.б , Ом | f г, кГц | Ко.с |
| 0,1 | |||
| 0,09 | |||
| 0,05 | |||
| 0,11 | |||
| 0,15 |
адача 43-46
Определите величину промежуточной частоты в преобразователе fпр при заданных в таблице 7 значениях частоты сигнала fс и частоты гетеродина - fг. ответ поясните спектральной диаграммой.
Таблица №7
| № варианта | fг, кГц | fс. кГц | Теоретический вопрос |
| Поясните принцип преобразования частоты. | |||
| Начертите и поясните схемы диодных преобразователей частоты. | |||
| Начертите и поясните схемы диодных преобразователей частоты. | |||
| Приведите структурную схему преобразователя частоты. Работу преобразователя частоты поясните на спектральной диаграмме. |
адача 47-50
47. Объясните принцип умножения частоты. Для каких целей применяют умножители частоты? Почему трудно добиться высокой кратности умножения?
48. Какие факторы влияют на амплитуду выходного напряжения умножителя частоты? Как получить большой коэффициент умножения?
49. Что называют делением частоты? Перечислите типы делителей частоты. Приведите структурную схему регенеративного делителя частоты, поясните работу схемы.
50. В чем заключается принцип получения дробного коэффициента деления? Определите общий коэффициент умножения схемы, состоящей из двух удвоителей и одного утроителя частоты.
Методические указания
по выполнению контрольной работы №1
К выполнению контрольной работы следует приступать только после изучения соответствующего теоретического материала.
Вопросы 1-10 относятся к разделу 1программы – «Теория связи по проводам».
Материал раздела изложен достаточно подробно [ 3], глава 1.
При решении задач 1-10 можно воспользоваться данными сведениями:
количество информации, переданной в двоичной системе единиц, при условии независимости сообщений, можно определить по формуле:
I = n lоg2 m,
где: n – число символов, характеризующих длину сообщения;
m – число символов, из которых состоят отдельные сообщения, при этом количество возможных равновероятных сообщений N = mn .
Вопросы 11-14 относятся к разделу 1 программы - «Теория связи по проводам». Для ответов на теоретические вопросы используйте [ 3], глава 10.
Для решения задач по определению первичных параметров линии и волнового сопротивления 2-х проводной линии необходимо изучить материал учебника [ 3], глава 10, §§ 10.2 и 10.4 соответственно.
Также рекомендуется воспользоваться приближенными формулам для расчета первичных параметров:
для воздушной линии - L0 ≈ 9,2 ∙ 10-7 lg (2а/d0); С0 ≈ 12,1 ∙ 10-12 / lg (2а/d0);
для воздушной коаксиальной линии -L0 ≈ 4,6 ∙ 10-7 lg (D/d0);
С0 ≈ 24,2 ∙ 10-12 / lg (D/d0),
где а- расстояние между проводами, d0 ,D- их диаметр.
После изучения теоретического материала главы 11[ 3] можно приступатьк выполнению вопросов № 15-17. Для определения фазовой скорости и длины волны в волноводе рекомендуется воспользоваться формулами:
Фазовая скорость ν ф = 1/ εμ, где ε – электрическая постоянная;
μ =4 π ∙ 10 -7 (Гн/м) – магнитная постоянная.
λ = ν ф ∙Т = с0 ∙ Т = с0/f, где с0 = 3∙108м/с –скорость света в свободном пространстве; f- частота колебаний (Гц).
Для ответов на теоретические вопросы и решение задач № 18,19,20 рекомендуется изучить теоретический материал главы 12 Волоконно-оптические линии связи [3] и главы 3 Конструкция и типы оптических волокон [4]. Более подробно материал изложен в учебнике [3].
Прежде чем приступить к выполнению вопросов № 21-37 необходимо изучить теоретический материал учебника [3], в этом же разделе представлены формулы, которые рекомендуется применить для решения задач в выше указанных вопросах.
Для выполнения вопросов №38-42необходимо изучить теоретический материал учебника [3], раздела 17.4
После изучения теоретического материала [3] разделы 17.4, 17.5, можно приступать к выполнению вопросов 43-46.
К выполнению вопросов № 47-50 рекомендуется приступать после изучения теоретического материала учебника [3] разделу
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОМУ ЗАЧЕТУ
1. Что понимают под термином «сообщение»? Виды сообщений.
2. Понятие и определение терминов: «дискретное сообщение», «непрерывное
сообщение».
3.Назначение телеграфной связи.
4 Классификация видов электросвязи.
5.Единица измерения количества переданной информации.
6.Что понимают под системой электросвязи?
7. Структурная схема одноканальной системы электросвязи.
8. Помеха. Источники помех.
9. Сигналы связи, характеристики сигналов.
10.Что является переносчиком передачи сообщений в системах электросвязи?
11. В чем измеряется количество переданной информации?
12. Что понимают под термином: «линия связи», «канал связи», «помеха»?
13. Классификация каналов передачи.
14. В чем отличие помех от искажения? Какие из помех в принципе не устранимы.
15. Какие виды помех являются основными для систем связи?
16. Что понимают под направляющей системой? Основные требования к направляющим системам.
17. Типы волн направляющих систем.
18. Первичные параметры линии.
16.Электрическая схема длинной линии.
17. Вторичные параметры линии. Параметры волны.
19. Бегущая и отраженная волны, условия возникновения.
20. Неоднородные линии. Причины возникновения неоднородности линии.
21. Что представляет собой волновод? Преимущества волноводов перед коаксиальными кабелями.
22. Недостатки волноводов и требования, предъявляемые к ним.
23. Конструкция волноводов.
24. Достоинства и недостатки волоконно-оптической линии связи по сравнению с кабелем.
25. Что понимают под термином дисперсия световода? Как определить суммарную дисперсию сигнала в световоде?
26. Генератор и его назначение в технике электросвязи. Требования к автогенераторам.
27. Классификация генераторов.
28. Структурная схема автогенератора.
29. Условия самовозбуждения автогенератора. Что они обозначают физически?
30. Режимы самовозбуждения автогенератора.
31. Какие автогенераторы относят к LC –типу.
32. Трехточечные схемы автогенераторов, принцип работы.
33. Что понимают под стабильностью частоты автогенератора?
34. Требования по стабильности частоты, дестабилизирующие факторы.
35. Методы повышения стабильности частоты автоколебаний.
36. Автогенераторы типа RC, назначение ООС в автогенераторах RC-типа.
37. Цепь автоматического смещения в автогенераторах.
38. Схема с мостом Вина, особенности этой схемы.
39. Схема RC – автогенератора с согласующим каскадом, выполненном повторителе, особенности этой схемы.
40. Принцип работы преобразователя частоты.
41. Принцип организации зеркальной помехи и методы борьбы с ней.
42. Схемы преобразователей частоты, сравнительный анализ этих схем.
43. Принцип умножения частоты.
44. Для каких целей применяют умножители частоты?
45. Угол отсечки тока, оптимальный угол отсечки.
46. Факторы, влияющие на амплитуду выходного напряжения умножителя частоты.
47. Что понимают под делением частоты?
48. Как получить большой коэффициент умножения?
49. Типы делителей частоты.
50. Умножители частоты на транзисторах.
Информационное обеспечение
Основная литература
1. П.А.Ушаков Цепи и сигналы электросвязи М.: 2010.
2.А.Е.Красковский, Л.Я.Мельникова, Ю.Я. Меремсон Приемо -передающие
устройства железнодорожной радиосвязи. М.: Пиар – Пресс, 2009г.
3. М.А. Ракк Измерения в технике связи, ГОУ УМЦ,2008г.
4. И.В.Малеева Передача сигналов электросвязи, М: Маршрут,2005г.
Дополнительная литература
1. А. С. Садомовский Приемо-передающие радио - устройства и системы связи,
Ульяновск , 2007г.
2. А.А.Волков Радио - передающие устройства М.: 2002г.
3.Т.П. Казанкина Радиосвязь на железнодорожном транспорте М: Транспорт,1982г.
4. В.В.Виноградов, В.К.Котов, В.Н.Нуприк Волоконно-оптические линии связи М.Транспорт 2002г.
Интернет ресурсы:
1. Сайт библиотеки ПГУПС (http://library.pgups.ru); сайт издательства «Лань» (http://e.lanbook.com).
Дата «» 2015 г. Подпись преподавателя ________________