Электротехника

Учебное пособие предназначено для студентов специальностей по направлению подготовки 09.03.01 – Информатика и вычислительная техника.

Журнал «Первая Миля» – это комплексное освещение вопросов, связанных с организацией доступа абонентов и групп абонентов к глобальным сетям передачи информации. Журнал рассматривает следующие темы: Последние достижения и перспективы в области технологий «последней мили» Принципы построения сетей доступа Телекоммуникационные протоколы и технологии «последней мили» Оборудование для коммутируемых и некоммутируемых проводных линий Оборудование для беспроводных широкополосных сетей доступа Оборудование для атмосферных оптических линий «Сельская» связь Вопросы экономики и бизнеса телекоммуникационной индустрии применительно к сектору «последней мили» и систем абонентского доступа

Данное учебное пособие может оказать действенную помощь в ов-ладении навыками проектирования цифровых устройств. Предназна-чено для студентов направления подготовки «Лесоинженерное дело», «Промышленная теплоэнергетика», «Энергообеспечение промышлен-ных предприятий» очной и заочной форм обучения.

Детально рассмотрена возможность использования программы моделирования динамических систем Simulink, которая входит в пакет прикладных программ MATLAB, для проведения лабораторных и практических работ по электротехнике. В разделах 1–8 рассмотрены цепи постоянного тока, однофазного и трехфазного переменного тока, основы теории четырехполюсников (в том числе длинные линии), цепи с нелинейными элементами (диодами и транзисторами), переходные процессы. В разделе 9 приведен пример моделирования узла системы электроснабжения с компенсатором реактивной мощности, а в разделе 10 – модель полупроводникового преобразователя на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем.

Объектом исследования является частота периодического сигнала, предметом исследования – метод определения частоты, основанный на формировании дополнительных сигналов, сдвинутых относительно входного по фазе. Цель работы – исследование нового метода измерения частоты, который исключает возможность возникновения частотной погрешности формирования дополнительного сигнала и погрешности по напряжению фазосдвигающих блоков. Для определения частоты использованы мгновенные значения только входного напряжения, а дополнительные сигналы применены только для сокращения времени измерения. При анализе погрешности, обусловленной отклонением реальных сигналов от гармонической модели, использована методика, основанная на оценке погрешности результата измерения параметра как функции, аргументы которой заданы приближенно с погрешностью, соответствующей отклонению модели от реального сигнала. Предложен подход к определению частоты на основе выявления характерных точек дополнительных напряжений и измерению мгновенных значений входного сигнала в моменты их переходов через ноль. Использование такого подхода позволило разработать метод, который в отличие от большинства известных методов, основанных на формировании дополнительных сигналов, использует только мгновенные значения входного напряжения. Проведена оценка влияния угловой погрешности фазосдвигающих блоков на результирующую погрешность определения частоты. При реализации разработанного метода используется только один аналого-цифровой преобразователь, что сокращает аппаратурные затраты. Полученные результаты анализа влияния погрешности, обусловленной отклонением реального сигнала от гармонической модели, и угловой погрешности фазосдвигающего блока на погрешность результата определения частоты, позволяют выбирать оптимальные параметры измерительного процесса в зависимости от требований по точности и времени измерения

Рассмотрена задача повышения метрологической надежности информационно-измерительных систем и входящих в их состав средств измерений. Предложена методика установления межповерочных интервалов средств измерений. Методика основана на вычислении вероятности метрологической исправности на основе результатов ускоренных испытаний

В 2016 г. Минкомсвязи России были приняты нормативные правовые акты, позволяющие строить сети подвижной радиотелефонной связи на базе технологии LTE с предоставлением голосовых услуг и использованием нумерации телефонной сети общего пользования. Анализируются особенности построения сетей LTE на основе технологии IMS. Показано, что новые схемы построения позволяют достичь существенной экономии при строительстве опорной сети

Рассматривается проблема блокировки головы очереди, ухудшающая информационное взаимодействие абонентов в реальном времени. Проанализированы существующие варианты и методы уменьшения времени сборки сетевых пакетов на транспортном и прикладном уровнях. Получены ограничения на применение транспортного кодирования в протоколах, использующих алгоритмы управления перегрузкой. Приведены рекомендации по применению методов кодирования в зависимости от размера окна

Методические указания содержат описание этапов проектирования печатных плат,составлены с использованием средств автоматизированного проектирования печатных плат Sprint Layout.

Рассмотрена система приема-передачи информации, основанная на манипуляции статистическими характеристиками (коэффициентами эксцесса и асимметрии) стохастического несущего колебания. Задача извлечения полезной информации из принятого колебания сформулирована в терминах задачи обнаружения изменения свойств случайных процессов (задача «разладки»). Для извлечения полезной информации использован дискриминантный метод анализа. Рассмотрены некоторые варианты построения дискриминантных функций. Путем математического моделирования на ЭВМ рассматриваемого алгоритма найдены характеристики дискриминантной процедуры анализа. Выполнено сравнение полученных характеристик с характеристиками оптимальных алгоритмов

Микрополосковые щелевые антенны (МЩА) имеют ряд преимуществ перед микрополосковыми антеннами (МПА) в отношении достижения более широкой полосы частот при одинаковых размерах, меньшего уровня кросс-поляризационного излучения и меньшей чувствительности к погрешностям изготовления. Поэтому представляется важным рассмотреть предложенные за последнее время разными исследователями наиболее интересные и простые по конструкции схемы МЩА, а также их характеристики

Предложено антенно-фидерное устройство, с помощью которого реализован новый способ возбуждения антенны, позволяющий перевести электрический диполь в класс сверхширокополосных антенн. Приведены экспериментальные характеристики

Рассмотрен учет влияния рассогласования антенны на работу СВЧ радиометра. Предложена структурная схема многоканального радиометра. Приведены результаты разработки и экспериментальных исследований унифицированного электронного модуля многоканального СВЧ тракта для систем радиотермокартирования

Изложены результаты разработки радиационно-стойких микросхем КМОП драйверов с параллельным и последовательным входным интерфейсом. Произведено сравнение с драйвером управленияMADRMA0001 фирмы Tyco Electronics

В статье представлена серия МИС шестиразрядных фазовращателей на p-i-n диодах для диапазона частот 2-12 ГГц с потерями 10 дБ

Описана МИС SPST на GaAs диодах для диапазона частот 0,4-40 ГГц с потерями менее 1,5 дБ и развязкой более 50 дБ в бескорпусном исполнении

Рассмотрен мало известный отечественным специалистам в области электродинамики и антенной техники глобальный алгоритм оптимизации, использующий метод Тэгучи и его модификации. Метод базируется на концепции ортогональных таблиц, позволяющих существенно уменьшить число экспериментов (вариантов моделирования) в процедуре оптимизации, является робастным (мало чувствительным к начальным данным) и быстро сходящимся, а также легко реализуемым. Приведен пример оптимизации геометрических параметров сверхширокополосной антенны, свидетельствующий о действенности и эффективности метода

Рассмотрены перспективы уменьшения электрических размеров антенн и улучшения их характеристик излучения с использованием новых искусственных материалов, высокотемпературных сверхпроводников и достижений наноэлектроники. Обсуждён дискутируемый уже длительное время вопрос о связи размеров антенн с их добротностью, эффективностью излучения и способом возбуждения. Приведен пример сверхширокополосного вибратора

Рассмотрены сверхширокополосные излучатели для антенных решёток, возбуждаемых сверхкороткими видеоимпульсами. Приведены результаты моделирования излучателей с оригинальным узлом возбуждения. Измерения радиотехнических характеристик изготовленных образцов излучателей продемонстрировали хорошую корреляцию теоретических и экспериментальных результатов

Описана конструкция и технология изготовления транзисторовGaN с длиной затвора 0,5мм и периферией 500 мкм и 1500 мкм. Представлены результаты измерения S-параметров и произведены сравнения с транзисторамиTGF2023-01 фирмы TriQuint Semiconductor

Представлены результаты изучения флюктуации прошедшего СВЧ - сигнала в зависимости от флюктуации управляющего сигнала. Рассмотрена методика оптимального проектирования включателей, переключателей, дискретных аттенюаторов, фазовращателей на pin-диодах для снижения паразитной модуляции по амплитуде и фазе. Проанализированы результаты экспериментальных исследований

Представлены результаты изучения возможностей стабилизации частоты генераторов на диодах Ганна. В статье рассмотрены способы возможностей стабилизации частоты генераторов на диодах Ганна Проанализированы результаты экспериментальных исследований.

Представлены результаты исследования стабильности частоты генерации диодов Ганна. В статье рассмотрены вопросы оптимального проектирования высокостабильных генераторов Ганна миллиметрового диапазона. Проанализированы результаты экспериментальных исследований

Представлены результаты исследования высокостабильных генераторов Ганна миллиметрового диапазона. В статье рассмотрены вопросы оптимального проектирования высокостабильных генераторов Ганна миллиметрового диапазона. Проанализированы результаты экспериментальных исследований

В статье проведен анализ и расчёт допустимой зоны теплоотвода и электрической изоляции плёночного резистора в зависимости от температур окружающей среды и режимов эксплуатации (стационарный и импульсный). Предложены способы повышения дисперсионной мощности плёночного резистора. Представлено температурное распределение над поверхностью резистивной плёнки и теплоотводящей подложкой

Статья рассматривает основные свойства, принципы работы и область технического применения устройства для регулировки коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВU). Разработан непрерывный, динамичный (ручной) и автоматический способ регулировки и измерений КСВU и наравномерности по АЧХ

Представлены результаты исследования многокаскадного усилителя мощности. В статье рассмотрены вопросы оптимального проектирования многокаскадного усилителя мощности. Проанализированы результаты экспериментальных исследований

Сформулированы основные задачи, решаемые при создании систем контроля параметров усилителей импульсных СВЧ сигналов. На примере разработанного блока контроля параметров импульсов рассмотрены пути построения и представлены наиболее целесообразные методы разработки подобных устройств

Представлена разработка переключателя SP4T на GaAs p-i-n диодах для диапазона частот 0,48 ГГц с потерями менее 2 дБ и развязкой более 35 дБ в металлокерамическом корпусе 6х6х1,3 мм для поверхностного монтажа

Рассмотрено состояние техники цифрового синтеза ЛЧМ сигналов СВЧ диапазона и методов получения широкополосных сигналов. Рассмотрен синтезатор ЛЧМ сигналов ДМВ диапазона, приведена структурная схема синтезатора и результаты экспериментальных исследований спектральных характеристик синтезируемых частот и импульсных колебаний с внутриимпульсной ЛЧМ

Анализируются структурные схемы многокаскадных усилительных трактов, выполненных на мощных СВЧ транзисторах со сложением мощностей. Получены выражения для количества усилительных ячеек в каскадах тракта. Предложена методика расчета структуры и выполнена оценка массы усилительного тракта

При решении задачи излучения устойчивых сигналов, имеющих постоянный спектральный состав, требуется синтезировать уравнение соответствующей модели сигнала Для синтеза предлагается использовать одну из разновидностей генетических алгоритмов — метод группового учета аргументов (МГУА). Фактически синтезированное этим методом уравнение является оптимальным фильтром — частным представлением разложения в ряд Лотки–Вольтерра. Получение результата разложения — результат работы генетического алгоритма. Проблемами при синтезе оптимального фильтра являются правило разделения данных, правило генерации моделейпретендентов, метод получения коэффициентов модели и форма квадратичного критерия отбора модели. В докладе приводятся алгоритмы для решения перечисленных проблем, реализованные на языке С++ и работающие под управлением ОС МСВС. Особый интерес представляет модифицированный алгоритм Зейделя для определения коэффициентов оптимальной модели, способный работать с плохо определенными матрицами, имеющими значение определителя близким или равным нулю.

В статье рассматриваются вопросы передачи телеметрической информации с изделий ракетной техники с применением принципа мультиплексирования ортогональных несущих частот, а также помехоустойчивого и восстанавливающего кодирования. Рассматриваются два простейших метода: код с проверкой на четность и код Хэмминга. Сравниваются системы радиопередачи информации без использования и с использованием кодирования по показателю вероятности появления битовой ошибки. Приводится модель тракта приема, кодирования и передачи информации для применения в данном методе радиопередачи и кодирования.

В статье рассматривается облик разрабатываемого единого комплекса программно-аппаратных средств формирования и ведения банка базовых продуктов (БП) дистанционного зондирования Земли межведомственного использования. Приводится технологическая модель функционирования и компоненты комплекса. Подробно рассматриваются особенности технических, программных и алгоритмических решений компонент создания и распространения БП

В работе выполнен анализ пропускной способности асинхронной системы связи, основанной на передаче и распознавании ортогональных сигналов. Рассмотрены асимптотические характеристики системы связи при M-ичной модуляции и неизвестных временных запаздываниях информационных символов

Исследуется помехоустойчивость систем связи с частотной модуляцией. Рассматривается отношение сигнал/шум на выходе некогерентного приёмника при большом и малом уровне входного сигнала и различных индексах модуляции. Анализируется пороговый эффект увеличения отношения сигнал/шум на выходе частотного детектора

В работе предложена пространственно-временная модель сверхширокополосного канала связи. Приведены результаты исследований пространственно-временной автокорреляционной функции кодированного сверхширокополосного сигнала, вычислена потенциальная разрешающая способность сигнала по углу и временной задержке с учетом корреляции параметров. Определена структура сигнала на выходе многолучевого канала связи и найдена матрица Фишера

Предложена и исследована модель случайно модулированного сигнала, в которой учтены случайные искажения, присущие любым реальным сигналам. Выполнен синтез непараметрического обнаружителя такого сигнала и исследована его эффективность. Анализ полученных характеристик и сравнение их с характеристиками известных алгоритмов свидетельствует о целесообразности использования предложенного алгоритма

Анализируется состояние и структура топливно-энергетического комплекса России. Показано, что страна занимает лидирующее положение в мире по топливным ресурсам. В то же время в РФ, также как и за рубежом, идет активное внедрение малой распределенной энергетики на базе использования возобновляемых источников энергии. В работе рассматривается возможность и перспективность использования солнечной, ветровой и других энергий в нашей стране. Приводятся некоторые факты продвижения нетрадиционной энергетики

Рассмотрены вопросы выбора выходных фильтров импульсных источников питания для комбинированных сварочных устройств. На основе математического моделирования установлены характеристики источника при изменении параметров фильтра. Подтверждена эффективность использования однотактного прямоходового транзисторного преобразователя для комбинированных сварочных устройств. Установлена целесообразность применения двух независимых каналов ШИМ с возможностью плавного изменения частоты и сдвига фаз сигналов управления между каналами в процессе работы

Рассмотрены особенности работы и методы проектирования быстродействующих поляризованных электромагнитных приводов. Предложена методика оптимального проектирования электромагнитных приводов. Приведены результаты расчетов

Рассматриваются вопросы разработки программного обеспечения подсистемы контроля состояния стальных канатов полярного крана атомной электростанции. Предложенные алгоритмы позволяют анализировать и отображать данные с измерительных каналов системы в режиме реального времени. Дается описание функциональных возможностей разработанного программного обеспечения в составе подсистемы технической диагностики состояния канатов

В данной работе рассматривается одно из перспективных направлений развития и применения информационных технологий в мерчендайзинге. Построена модель, которая определяет предпочтения покупателей по покупке представленных продуктов на основе экспертизы оценок покупателей, полученных в ходе анкетирования. Рассматриваются два смысловых критерия: предпочтение покупателя и предпочтение продавца (менеджера) при продаже товара. Разработка модуля «расчет предпочтительности клиента» (РПК) автоматизации расчета экспертных оценок проведена методом анализа иерархий. При создании модуля РПК была использована среда разработки Visual C++. Для хранения исходных и вводимых данных использована база данных, разработанная в Microsoft Access. Для организации информационной компоненты разработана логическая и физическая модель базы данных информации. Программа апробирована и получены хорошие результаты.

В работе приведен сравнительный анализ финансовой и эксплуатационной эффективности построения SCADA-систем с помощью современных SCADA-пакетов программ. Показываются преимущества использования среды разработки LabVIEW и специального расширения к ней LabVIEW Datalogging and Supervisory Control

Рассматривается новый подход к защите цифровых изображений, основанный на внесении не поддающихся компенсации, видимых искажений в защищаемые объекты, приводящий к невозможности их использования неавторизованными лицами. Для восстановления исходного представления искаженных объектов используются принципы «самореконструирующей» стеганографии. Исследуются показатели качества работы предложенного алгоритма на примере изображений формата jpeg

В настоящее время в процессе управления информационными потоками в инфокоммуникационных системах возникают трудности при расчете критерия оптимальности маршрута передачи данных. Неопределенность связана с большим количеством возмущающих факторов, воздействующих на систему передачи информации. Средства структурных элементов систем телекоммуникаций позволяют осуществлять сбор информации о результатах подобных воздействий. Часто в процессе решения задач управления инфокоммуникационными системами подобная информация не используется в полной мере. Повысить эффективность управления трафиком в системах передачи информации можно за счет использования принципов межуровневого взаимодействия. При использовании протоколов маршрутизации, основанных на принципах межуровневого взаимодействия, во время расчета критерия оптимальности маршрута передачи информации учитывается информация, поступающая не только с сетевого, но и с других уровней. В общем виде информация может поступать с физического, канального, транспортного и прикладного уровней. На основе принципов межуровневой маршрутизации реализован протокол, использующий во время расчета критерия оптимальности при выборе маршрута информацию о состоянии канального и сетевого уровней. Протокол получил название OLSR-Cross Layer. Экспериментальная проверка эффективности практического использования протокола OLSR-Cross Layer методом имитационного моделирования проводилась в программном пакете Opnet Modeler. Выявлена бульшая эффективность использования протокола OLSR-Cross Layer по сравнению с протоколом OLSR, использующим классические принципы маршрутизации: вероятность потери пакета при использовании протокола OLSR-Cross Layer меньше в 3 раза, а задержка передачи пакета от отправителя к получателю меньше практически в 2 раза

Снижение скорости передачи и повышение качества синтезированного широкополосного речевого сигнала по показателям естественности его звучания и узнаваемости говорящего может быть достигнуто за счет учета особенностей восприятия речи человеком. В статье предложен новый метод использования свойств психоакустики. Показана возможность оптимизации распределения информационных ресурсов кодека с переменной структурой

Для повышения точности резонансных приборов контроля с линейной частотной модуляцией, применяемых для измерения толщины немагнитных покрытий, предлагается выполнять аддитивную коррекцию фазовых погрешностей, а также компенсировать погрешность измерений, возникающую от «сноса» резонансной частоты, за счет двухтактной развертки частоты возбуждающего сигнала первичного измерительного преобразователя

Для повышения точности резонансных приборов контроля с линейной частотной модуляцией, применяемых для измерения параметров окружающей среды, предлагается компенсировать погрешность измерений, возникающую от «сноса» резонансной частоты, за счет двухтактной развертки частоты возбуждающего сигнала первичного измерительного преобразователя

Рассмотрена проблематика метода прямого линейного предсказания речевого сигнала в контексте понижения скорости передачи с сохранением приемлемого качества на основе учета взаимозависимостей элементов декомпозиции речевого сигнала