Тема 5.Электрические цепи с распределенными параметрами [1, стр.231-327]; [ 2, стр.113-189].

5.1.Уравнения однородной линии. Волновые процессы в линии [1. стр.234-238].

5.2. Падающие и отраженные волны напряжения и тока в однородной линии [1. стр.238-243].

.5.3.Волновые параметры линии. Волновое сопротивление. Коэффициент распространения волны. Километрический коэффициент затухания и километрический коэффициент фазы [1.стр.272-281]; [2.стр.159-165].

5.4.Частотные характеристики волновых параметров линии [1.стр.272-281]; [2. стр.159-162].

5.5. Согласованная линия. Линия без потерь [1.стр.252-257].

5.6. Искажения в линии передачи. Линия без искажений [1.стр.283].

5.7. Рабочие параметры передачи однородной линии [1.стр.291-304] ;[2.стр.174-182].

Контрольные вопросы:

1. Первичные параметры однородной линии.

2. Волновые параметры: волновое сопротивление, коэффициент распространения волны.

3. Километрический коэффициент затухания и километрический коэффициент фазы однородной линии.

4. Частотные характеристики волновых параметров линии.

5. Определение волновых и первичных параметров линии из опытов холостого хода и короткого замыкания.

6. Условие минимума потерь в линии.

7. Согласованная линия.

Тема 6. Дискретные цифровые фильтры [1.Cтр.449-465]; [2.Стр.312-321].

6.1. Цифровая обработка сигналов в линейных электрических цепях.

6.2. Применение цифровых фильтров в устройствах автоматики, телемеханики и связи.

6.3. Характеристики цифровых фильтров.

6.4.Синтез цифровых фильтров.

3 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ И ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА СТУЛЕНТОВ

Самостоятельная работа студентов включает:

- изучение лекционного материала;

- самостоятельное изучение отдельных разделов дисциплины;

- подготовка к лабораторным занятиям;

- подготовка и оформление отчетов по лабораторным работам;

- самообучение с использованием информации, представленной в Интернет;

- проработка учебного материала по конспектам и учебной литературе;

- выполнение контрольных работ ( решение задач по расчету электрических цепей);

- подготовка к экзаменам.

Тема 1.Условия работы и характеристики электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

Электрические цепи в устройствах железнодорожной автоматики и связи. Задачи теории линейных электрических цепей. Методы анализа и синтеза электрических цепей.

Тема 2. Двухполюсники.

Изучение свойств реактивных двухполюсников. Построение и расчет частотных характеристик сопротивлений и проводимостей двухполюсников. Синтез канонических схем двухполюсников по заданным функциям сопротивлений.

Тема 3. Четырехполюсники.

Понятие об уравнениях передачи четырехполюсников. Соединение четырехполюсников. Характеристические параметры четырехполюсника. Расчет характеристических сопротивлений и характеристического коэффициента передачи четырехполюсника. Ослабление сигнала (затухание) четырехполюсника. Расчет затухания передачи и рабочего затухания четырехполюсника.

Тема 4. Электрические фильтры.

Анализ и синтез LCфильтров. Условия пропускания и задерживания. Типы фильтров. Характеристики фильтров. Фильтры типа К. Фильтры типа М. Мостовые фильтры. Исследование частотных зависимостей затухания, фазового коэффициента характеристических сопротивлений фильтров. Расчет фильтров.

Тема 5.Электрические цепи с распределенными параметрами.

Однородная электрическая линия. Понятие о первичных параметрах линии. Волновые процессы в линии. Волновые параметры линии: волновое сопротивление линии, километрический коэффициент затухания и километрический коэффициент фазы. Расчет волновых и первичных параметров линии.

Тема 6. Цифровые фильтры.

Характеристики цифровых фильтров. Синтез цифровых фильтров.

4 ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Лабораторная работа 1. Исследование реактивных двухполюсников.

Лабораторная работа 2. Измерение электрических уровней.

Лабораторная работа 3. Измерение затухания передачи четырехполюсника

Лабораторная работа 4. Измерение рабочего затухания четырехполюсника.

Лабораторная работа 5. Исследование электрических фильтров. Фильтры типа k.

Лабораторная работа 6 Исследование фильтров типа m.

Лабораторная работа 7. Мостовые фильтры.

Лабораторная работа 8. Исследование электрической линии.

5 ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Анализ реактивных двухполюсников

2. Синтез двухполюсников

3. Расчет параметров четырехполюсников

4. Соединения четырехполюсников

5. Расчет фильтров типа «к»

6. Расчет фильтров типа «м»

7. Расчет амплитудных и фазовых корректоров

8. Синтез фильтров по рабочим параметрам

9. Проведение зачета

6. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

.

1.Элементы электрических цепей. Электрические цепи с сосредоточенными параметрами. Характеристики линейных электрических цепей.

2.Двухполюсники. Определение, классификация, характеристики.

3.Частотные характеристики сопротивлений и проводимостей простейших реактивных двухполюсников. Вывод расчетных формул. Определение резонансных частот.

4. Частотные характеристики сопротивлений и проводимостей трехэлементных двухполюсников. Вывод расчетных формул. Расчет резонансных частот.

5. Эквивалентные двухполюсники. Условие эквивалентности двухполюсников. Расчет.

6. Обратные двухполюсники. Частотные характеристики сопротивлений обратных двухполюсников. Основные уравнения. Расчет.

7. Канонические двухполюсники. Построение канонических схем двухполюсников по заданным частотным характеристикам сопротивлений.

8. Определение сопротивления двухполюсника по формуле Фостера.

9. Двухполюсники с потерями. Основные характеристики.

10.Система Zуравнений четырехполюсника. Расчет Z параметров уравнений передачи.

11.Расчет Zкоэффициентов Т и П схем четырехполюсников.

12. Система Y равнений четырехполюсника. Расчет Y параметров уравнений передачи.

13. Расчет Yпараметров Т и П схем четырехполюсников.

14.Уравнения четырехполюсника в системе АВСД параметров. Расчет АВСД коэффициентов уравнений передачи.

15.Определение АВСД коэффициентов Т и П схем четырехполюсников.

16.Определение АВСД коэффициентов мостового четырехполюсника.

17. Т и П - образные схемы замещения четырехполюсников.

18. Соединение четырехполюсников. Последовательное, параллельное, каскадное соединение четырехполюсников.

19. Характеристические параметры четырехполюсников.

20. Характеристические сопротивления четырехполюсника.

21. Собственное затухание и коэффициент фазы четырехполюсника.

22. Затухание передачи четырехполюсника.

23.Рабочее затухание и вносимое затухание четырехполюсника

24. Электрические фильтры. Назначение. Классификация. Характеристики.

25. Анализ фильтрующих свойств реактивных четырехполюсников. Условия пропускания и непропускания цепочечных фильтров LC.

26. Фильтры типа k. Определение частоты среза. Расчет затухания, коэффициента фазы ФНЧ и ФВЧ. Характеристики фильтров типаk.

27. Расчет характеристических сопротивлений фильтров типа k.

28. Расчет элементов фильтров типа k

29.Фильтры типа m. Получение большого затухания на частотах, близких к частоте среза. Последовательно- производные и параллельно- производные звенья фильтров

типа m.

30. Подбор элементов фильтров типа m.

31.Расчет затухания и коэффициента фазы параллельно -производных и последовательно-производных ФНЧ и ФВЧ типа m. Построение частотных характеристик затухания и коэффициента фазы.

32. Характеристические сопротивления ФНЧ и ФВЧ типа mпараллельно – производных и последовательно - производных. Построение частотных характеристик.

33.Мостовые фильтры. Условия пропускания и задерживания мостовых фильтров.

34.Мостовые фильтры нижних частот. Расчет затухания и характеристических сопротивлений ФНЧ.

35.Мостовые фильтры верхних частот. Расчет затухания и характеристических сопротивлений ФВЧ.

36. RC- фильры. Характеристики ФНЧ и ФВЧ. Выбор элементов фильтров.

37. Корректоры амплитудно-частотных характеристик в системах автоматики, телемеханики и связи.

38. Корректоры фазочастотных характеристик трактов передачи сигналов.

39. Уравнения однородной линии в установившемся режиме гармонического переменного тока. Первичные параметры линии.

40. Волновые процессы в линии. Падающая волна напряжения. Отраженная волна напряжения.

41.Волновые параметры линии. Волновое сопротивление линии. Постоянная распространения, километрический коэффициент затухания и километрический коэффициент фазы.

42. Частотные характеристики волновых параметров линии.

43.Определение параметров линии из опытов холостого хода и короткого замыкания.

44. Рабочие параметры передачи однородной линии. Рабочее затухание линии.

45. Цифровые фильтры. Основные понятия. Характеристики.

46. Построение цифровых фильтров по заданным характеристикам.

7 ПОНЯТИЙНО-ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ

(ГЛОССАРИЙ)

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика.

АЦП - аналого-цифровой преобразователь - осуществляет квантование сигналов по уровню и их кодирование цифровым кодом.

ВЧ канал - канал высокой частоты.

Демодуляция - процесс извлечения из меняющихся во времени параметров высокочастотного модулированного сигнала исходного низкочастотного сигнала.

ИКМ - импульсно-кодовая модуляция.

Информация - сведения, являющиеся объектом передачи, распределения, преобразования, хранения и непосредственного использования.

Модуляция - процесс изменения во времени параметров высокочастотного гармонического колебания (амплитуды, частоты, фазы ) по закону изменения во времени низкочастотного сигнала, подлежащего передаче.

НЧ канал - канал низкой частоты.

Полоса пропускания - область частот, в пределах которой ослабление спектра принимаемого сигнала не превышает заданного значения.

ППФ - полосовой фильтр - выделяет из состава сложного электрического колебания полосу частот.

РФ - режекторный фильтр - фильтр, задерживающий колебания в заданной частотной полосе.

Сеть связи - совокупность узлов и соединительных трактов, предусматривающая соединение между двумя или более пунктами связи.

Сигнал - форма представления сообщения с помощью физической величины, изменение параметров которой отображает изменение сообщения.

Спектр - совокупность гармоник, образующих периодический сигнал сложной формы.

ТЛЭЦ - теория линейных электрических цепей.

ТЧ - канал тональной частоты.

ФВЧ - фильтр верхних частот.

ФНЧ - фильтр нижних частот - выделяет из состава сложного электрического сигнала частотные составляющие нижней полосы частот и подавляет верхние частоты.

ФЧХ - фазочастотная характеристика - зависимость фазового сдвига от частоты.

ЦАП - цифроаналоговый преобразователь.

ЦСП - цифровой сигнальный процессор.

8 ЛИТЕРАТУРА

8.1.Основная

1..Волков Е.А., Санковский Э.И., Сидорович Д.Ю. Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов железнодорожного транспорта. -М.: Маршрут, 2005.

2.. Каллер М.Я. Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов. - М., Транспорт, 1987.

.3. Шебес М.Р. , Каблукова М. В. Задачник по теории линейных электрических цепей: Учебное пособие для вузов, - М.: Высшая школа, 1990.

8.2.Дополнительная

1. Бакалов В.П., Дмитраков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей: Учебник для вузов.

-М.; Радио и связь, 2000.

2. Бакалов В.П., Журавлева О.Б., Крук Б.И. Анализ линейных электрических цепей: Учебное пособие. - Новосибирск: СибГУТИ, 2001.

3.Бессонов П.А. Линейные электрические цепи. - М.: Гардарики, 2002.

4..Васильев В.П. Основы теории и расчета цифровых фильтров: Учебное пособие. - М.: Академия, 2006.

5. Запасный А.И. Основы теории цепей: Учебное пособие. - М., РИОР, 2006.

6.Калугин Ю.Е., Меренков М.Б. Основы теории цепей: Учебное пособие. - Челябинск, ЮУрГУ, 2001.

7.Кудряшов В.В., Глушко В.П. Системы передачи дискретной информации: Учебник для техникумов железнодорожного транспорта.- М.: УМК МПС России, 2002.

8. Фриск В.В. Основы теории цепей. - М. Радио и связь, 2002.

.

9 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Специализированная лаборатория: «Теория линейных электрических цепей».

Лабораторные стенды и макеты:

1. Исследование сопротивлений реактивных двухполюсников.

2. Измерение электрических уровней.

3. Измерение затухания передачи и рабочего затухания четырехполюсников.

4. Исследование свойств электрических фильтров типа «k».

5. Измерение затухания и характеристических сопротивлений фильтров типа «m».

6. Измерение характеристик мостовых фильтров.

7. Измерение АЧХ и ФЧХ корректирующих цепей.

8. Исследование параметров однородной электрической линии.

9. Активные электрические фильтры.

Методические пособия по выполнению лабораторных работ:

1. Измерение электрических уровней.

2. Реактивные двухполюсники.

3. Измерение затухания передачи и рабочего затухания четырехполюсников.

4. Исследование электрических фильтров типа «k».

5. Исследование фильтров типа «m».

6. Измерение параметров мостовых фильтров.

7. Волновые и первичные параметры электрической линии.

Тесты для проведения контрольных и учебных занятий.

Конспект лекций (электронный) «Четырехполюсники».

Конспект лекций (электронный) «Электрические фильтры».

Задания на контрольные работы с методическими указаниями по выполнению.

10 ЛИСТ ДОПОЛНЕНИЙ И ИЗМЕНЕНИЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский государственный университет путей сообщения»

(УрГУПС)

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ

НА 2011 / 2012 УЧЕБНЫЙ ГОД

по дисциплине СД-04 «Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи»,специальности 190402 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте», специализации «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте», и «Передача », заочная форма обучения.

Основание: введение нового учебного плана.

Дополнения и изменения внесены на заседании кафедры ________________________________

______________________________ протокол № __________ от _______________ 20 ___ г.

Автор рабочей программы: М.С. Мухамедзянов _______________________________

Зав. кафедрой: В.Н. Коваленко ___________________________________________

Декан факультета: В.В. Башуров ___________________________________________

16