Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Чернівецький національний університет

імені Юрія Федьковича

Фізичний факультет

Кафедра електроніки і енергетики

ЗВІТ

з асистентської практики

Студент 515 групи

Андрущак Н. О.

Чернівці

2012

30.01.2012 – 03.02.12: Відбувалося ознайомлення з організацією навчально-виховної і наукової роботи кафедри: ознайомлення з загальним планом роботи (планом методичної і організаційно-методичної роботи, планом виховної роботи, планом наукової роботи кафедри).

Навчально-методична робота кафедри включає в себе: обговорення методів організації самостійної роботи студентів, затвердження доповнень до навчальних програм, методика контролю поточної успішності студентів, складання та обговорення плану підготовки навчальо-методичних розробок викладачами кафедри (навчальні посібники, конспекти лекцій і т. д.), обговорення методики проведеня лабораторних занять зі спецкурсів, аналіз успішності студентів за залишковими знаннями, обговорення методичних вимог щодо складання програми та робочих програм спецкурсів, котрі читають викладачі кафедри і т. д.

Наукова робота кафедри – обговорення стану наукової роботи на кафедрі, звіт науковців про виконання плану наукових досліджень, звіт викладачів про виконання науково-дослідної роботи і т. д.

План виховної роботи кафедри вміщає: обговорення важливості відвідування студентами занять і про наслідки пропусків, участь студентських груп у факультетському вечері “Посвята першокурсників у студенти”, Аналіз результатів зимової сесії, організація та участь студентських груп у проведенні днів відкритих дверей на кафедрі, аналіз поточної успішності і т. д.

До плану організаційно-методичної роботи належать: планування проведення відкритих лекцій та показових занять, рекомендація до друку навчально-методичних розробок викладачів кафедри, обговорення результатів взаємовідвідування лекцій викладачами кафедри, планування методики організації наукової роботи студентів, аналіз та узгодження пакетів контрольних робіт, обговорення методичних вимог щодо складання вказівок до виконання завдань спецпрактикумів і т. д.

6.02.2012 – 15.02.2012: Відвідування лекцій, лабораторних і практичних занять з дисциплін спеціалізації.

В даний проміжок часу я відвідувала такі заняття з дисциплін спеціалізації:

• 09.02.12 – курс ”Електронні системи”, тема”Числові характеристики”,параграф”стаціонарні випадкові процеси”,405 група,2 пара,корпус №9,а.205.

• 22.02.12 – курс ”Основи спінтроніки”, тема ”Основні види магнетизму речовини”, 405 група, 3 пара,корпус №8,а.104.

• 10.02.12. – курс “Економіка та організація виробництва”, тема “Основні фонди підприємства” 405,406,409 групи, 2 пара, корпус №8,а.206.

• 20.02.12 - курс”Конструювання та технологія виготовлення сонячних елементів”, тема ”Модель із зосередженими і розподіленими параметрами”, 409 група,4 пара, корпус №8, а.205.

• 21.02.12 - курс”Електронна медична апаратура”, тема ”Завади і спотворення при зніманні біопотенціалів”,405 група, 4 пара. Корпус №9, а.7.

06.02.2012 – 17.02.2012: Вивчення методики підготовки лекційних, лабораторних, практичних занять (вибір матеріалу, методики викладання, підготовка конспекту лекції або плану практичних занять, вибір і підготовка у наглядності).

Вибір матеріалу і підготовка конспекту лекції відбувалися з врахуванням таких умов, як: актуальність лекцйного матеріалу, відповідність змісту лекції рівню сучасного розвитку науки, відповідністьметодики читання лекції сучасним вимогам. Побудова структури лекції відбувалася наступним чином: формування теми лекції, її мета, план, ознайомлення з рекомендованою літературою, послідовність викладу. Враховувалась необхідність зв’язку з темою минулої (наступної лекції). Були зроблені висновки і узагальнення. Зверталась увага на співпадпння по часу тривалості лекції з тривалістю пари. При підготовці лекції я старалася зробити виклад матеріалу доступним для сприйняття, враховувати особливості студентської аудиторії.

13.02.2012 – 17.02.2012: Ознайомлення з основними дидактичними вимогами і критеріями вузівської лекції.

1. Науково-теоретичний рівень лекції.

1.1. Актуальність лекційного матеріалу. Відповідність змісту лекції рівню сучасного розвитку науки, досягненням науково-технічного прогресу.

1.2. Творче осмислення викладачем проблеми, яка висвітлюється. Наявність дискусійних і прогностичних проблем і питань.

1.3. Зв’язок змісту лекції з спеціальністю, профілем факультету.

1.4. Відповідність змісту лекції програмі курсу та підручнику (посібнику).

1.5. Використання місцевого матеріалу (проблем, які вирішуються на кафедрі, факультеті, підприємствах міста).

1.6. Вільне володіння матеріалом лекції. Професійна ерудиція викладача.

1.7. Відсутність (наявність) дублюючого матеріалу по суміжних дисциплінах.

2. Виховна направленість лекції.

2.1. Здійснення комплексного підходу до змісту і методики лекції, єдність національного, морального і трудового виховання.

а) Показ досягнень і пріоритету української науки і зв’язки наших вчених з вченими зарубіжних країн.

б) Зв’язок лекції з майбутньою професією студентів (інженерів виробництва).

3. Методичний рівень лекції.

3.1. Методична різноманітність прийомів. Відповідність методики навчання сучасним вимогам. Творчі пошуки і вдосконалення методики.

а) Активізація пізнавальної діяльності студентів під час лекції шляхом постановки проблемних питань. Проблемний виклад лекції.

б) Орієнтація викладача на самостійну роботу студентів.

в) Використання наочних посібників і технічних засобів навчання.

3.2. Структура лекції: формування теми лекції, її мета, план, рекомендована література, послідовність викладу, зв’язок з темою минулої (наступної) лекції, висновки і узагальнення. Дозування часу, закінченість лекції.

Провела пробні лекції і лабораторні заняття:

20.02.2012 – 24.02.2012 проведення лекцій і лабораторних з дисциплін спеціалізації.

В даний проміжок часу я провела такі заняття з дисциплін спеціалізації:

• Електронні системи

Тема: Ергодичність стаціонарних випадкових процесів

23. 02 на 4 парі в 405 групі в 9-му корпусі ауд №205

Лабораторні роботи

• Взаємодія світла з речовиною напівпровідника

Тема: Дослідження поглинання світла напівпровідниками

21. 02 на ІІ парі в 309 групі в 9-му корпусі лаб. №203

• Провела виховну годину в 309а гр.

Понеділок 20.02.12 4 пара тема «Вшанування пам’яті студентів, які загинули в бою під Крутами 1918р.».

20.02.2012 – 24.02.2012 Підготувала частину навчально-методичного комплексу курсу «Напівмагнітні напівпровідники, матеріали для спінтроніки» для електронного навчання.

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Чернівецький національний університет

імені Юрія Федьковича

Фізичний факультет

Кафедра електроніки і енергетики

КОНСПЕКТ ЗАЛІКОВОЇ ЛЕКЦІЇ

з курсу «Електронні системи»

Студент 515 групи

Андрущак Н. О.

Чернівці

2012

Предмет: Електронні системи

Викладач: Гавалешко Наталя Миколаївна

Тема: Ергодичність стаціонарних випадкових процесів

Прочитана Андрущак Надією Олегівною

23. 02 на 4 парі в 405 групі в 9-му корпусі ауд №205

План лекції

1 Ергодичність стаціонарних випадкових процесів

2 Спектральна густина випадкового процесу

3. Ергодичність стаціонарних випадкових процесів

Випадковий процес називається ергодичним, якщо усереднення по всій сукупності реалізацій дорівнює усередненню за часом для однієї реалізації, якщо час реалізації достатньо великий.

Фізично усереднення за часом виправдовується тим, що стаціонарний випадковий процес протікає однорідно. Тому одна реалізація достатньо великої тривалості може містити всі відомості про властивості випадкового процесу, стаціонарного у вузькому змісті.

Для ергодичних стаціонарних процесів справедливі співвідношення:

Або, якщо розгорнути ці усереднення по множині за часом, одержимо:

Основною характеристикою ергодичного процесу є його кореляційна функція, яка показує, наскільки в середньому пов’язані між собою два значення цього процесу, розділені деяким інтервалом часу. Основні властивості автокореляційної функції такі ж, як і для стаціонарного процесу:

1. Парність кореляційної функції, тобто К_хх(t) = К_хх(-t).

2. Значення кореляційної функції ергодичного процесу при t = 0 збігається з середньою потужністю даного процесу, тобто К_хх(t) = s².

3. Будь-яке значення кореляційної функції не може перевищувати її значення при t = 0, тобто значення К_хх(0) максимальне: |К_хх(t)| £ |К_хх(0)|. Нормована кореляційна функція по модулю не перевищує одиниці: r₀(0)≤1.

4. Між значеннями випадкової величини у два різні моменти часу x(t) і x(t+t) не існує ніякого статистичного зв'язку, якщо автокореляційна функція процесу задовольняє умову:

К_хх(t) = 0 при |t| > 0 і К_хх  ¹ (0) при t = 0.

Це абсолютно випадкові процеси.

5. Якщо стаціонарний випадковий процес не містить детермінованої складової, то К_хх(t) необмежено спадає при t ® ¥, тобто значення x(t) i x(t+t) стають незалежними. Наявність постійної складової приводить до того, що

6. Дисперсія стаціонарного випадкового процесу дорівнює різниці кореляційних функцій:

D(x) = K_xx(0) – K_xx(¥)

7. Функція автокореляції періодичного процесу є періодичною функцією з періодом даного процесу.

Властивість ергодичності випадкового процесу має велике практичне значення , тому що при дослідженні таких процесів немає необхідності вивчати велику сукупність реалізацій, а достатньо вивчити лише одну реалізацію, але протягом тривалого відрізку часу. Наприклад, статистичні властивості флуктуаційних шумів на виході електронних підсилювачів можна вивчати на одному підсилювачі за достатньо великий проміжок часу, а потім результати досліджень розповсюдити на всі аналогічні пристрої.

2.Спектральна густина випадкового процесу

Безпосереднє застосування апарату рядів та інтегралів Фур’є до випадкових процесів неможливе, тому що, з одного боку, кожна реалізація x_k(t) не є періодичною функцією і не може бути зображена рядом Фур’є, а з другого боку, інтеграл Фур’є від кожної реалізації необмеженої тривалості не збігається, тобто реалізація випадкового процесу x_k(t) не задовольняє умові абсолютної інтегрованості .

Що стосується спектральної функції S(iω), то, за визначенням, вона містить інформацію про цілком певні співвідношення між амплітудами і фазами коливань різних частот. Якщо ж процес випадковий, то визначеності в цих співвідношеннях бути не може, і можна вважати, що частотний спектр для випадкового процесу є також випадковою функцією, отже, S(iω) не можна використати для випадкових процесів.

Для того, щоб узагальнити методику перетворень Фур’є на випадкові процеси, необхідно використати таку характеристику процесу, яка має невипадковий вид – середню потужність процесу. Шляхом усереднення по ансамблю реалізацій можна отримати вираз для енергетичної характеристики сукупності реалізацій випадкового процесу G(w), яка описується співвідношенням:

(15)

Це пряме перетворення Фур’є. Обернене перетворення має вигляд:

(16)

Перетворення (14) і (15) називаються перетвореннями Хінчина-Вінера. Поява в них cos ωτ замість експоненти можлива тому, що невизначений інтеграл із симетричними межами від непарної функції дорівнює нулю (якою є функція sin ωτ). Отже, K(τ) і G(ω) є парними функціями своїх аргументів.

Фізичний зміст функції G(ω) можна знайти, якщо в (16) підставити τ=0:

(17)

Оскільки К(0) є потужністю випадкового процесу, то G(ω) задає усереднену енергетичну картину розподілу потужності сигналу по частотному спектру. Таким чином, G(ω) – спектральна густина потужності процесу. Формула (17) показує, що потужність випадкового сигналу може бути зображена у вигляді безмежної суми малих доданків G(ω)dω, що відповідають потужності в межах інтервалу спектру [ω, ω+dω].

Отже, енергетичний спектр стаціонарного процесу можна визначити двома шляхами:

1. Знаходженням перетворення Фур’є (15) кореляційної функції із .

2. Безпосереднім спостереженням однієї реалізації x_k(t) і знаходженням границі:

(18)

(18) встановлює зв’язок між енергетичним спектром процесу і поточним спектром його реалізації.

Кореляційна функція і спектральна густина стаціонарного випадкового процесу мають всі властивості, які є характерними для перетворень Фур’є. Наприклад, чим ширший спектр G(ω), тим вужча кореляційна функція К(τ).