На заказ контрольные БГУИР в Минске - недорого с гарантией
Составители: А. П. Белошицкий, С. И. Ляльков, О. И. Минченок Измерения в телекоммуникациях : рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студ. спец. 1-45 01 03 «Сети телекоммуникаций» заоч. формы обуч. / сост. А. П. Белошицкий, С. В. Ляльков, О. И. Минченок. – 2-е изд., перераб. и доп. / – Минск : – БГУИР, 2010. – 24 с.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ
Контрольное задание состоит из 6 задач. Номера задач, подлежащих включению в индивидуальные задания, определяются по двум последним цифрам шифра студента и задаются при выдаче данных методических указаний (таблица 12). Номер варианта соответствует последней цифре шифра. Задачи, решенные не по своему варианту, не засчитываются, а работа возвращается студенту без проверки.
Приступать к решению задачи следует только после полной проработки соответствующей и предыдущих тем. Условия задач должны быть записаны в тетрадях с контрольными решениями полностью. Решения и ответы на поставленные вопросы должны быть обоснованными и, по возможности, краткими, содержать необходимый иллюстративный материал (схемы, чертежи, графики) и выполняться в строгом соответствии с действующими стандартами.
Задачи следует решать в общем виде и затем подставлять числовые значения в стандартных единицах физических величин. Недостающие данные (при необходимости) следует задавать самим в общем виде или в пределах реальных значений. Обязательно следует приводить пояснения хода решения задач. Задачи, представленные без пояснений, могут быть не зачтены. При решении задач с большим объемом вычислений рекомендуется использовать ПЭВМ. Программу следует составлять на языке высокого уровня, а ее распечатку приложить к контрольной работе. При этом следует предусмотреть вывод на печать основных результатов промежуточных и окончательных вычислений, а также дать пояснения к алгоритму и привести основные расчетные соотношения. Решения задач должны заканчиваться четко сформулированными выводами.
Контрольное задание должно выполняться в отдельной тетради, на обложке которой должно быть указано наименование учебной дисциплины, номер контрольной работы, фамилия и инициалы студента, номер шифра и группа. Если студент желает, чтобы проверенное задание было выслано ему почтой, следует указать почтовый адрес и индекс отделения связи.
ЗАДАЧИ
1 Определить время (продолжительность) анализа спектра фильтровым анализатором параллельного действия, если полоса пропускания одиночного полосового фильтра f (таблица 1). Привести схему анализатора, пояснить принцип действия.
2 Определить число каналов фильтрового анализатора спектра параллельного действия, если полоса пропускания одиночного полосового фильтра f, а ширина исследуемого спектра F (см. таблицу 1). Привести схему анализатора, пояснить принцип действия.
3 С какой разрешающей способностью может быть произведен анализ спектра видеоимпульсов длительностью τ, если максимально допустимое время анализа гетеродинным анализатором спектра Т (см. таблицу 1). Привести схему анализатора, пояснить принцип действия.
4 При измерении коэффициента амплитудной модуляции М с помощью осциллографа получены значения Umax и Umin (см. таблицу 1). Определить значение М. Описать алгоритмы двух осциллографических методик измерения М. Привести графическое изображение фигур, которые получаются на экране осциллографа при использовании этих двух методик.
Таблица 1
Параметры |
Вариант |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
f, Гц |
100 |
200 |
300 |
300 |
400 |
100 |
200 |
300 |
400 |
100 |
F, кГц |
5 |
10 |
15 |
9 |
12 |
8 |
20 |
30 |
40 |
100 |
τ, мс |
0,2 |
0,1 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,2 |
T, мс |
50 |
100 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
Umax, мВ |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
100 |
800 |
Umin, мВ |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
100 |
400 |
200 |
50 |
100 |
5 С помощью девиометра измерено значение девиации частоты f частотно-модулированного сигнала. Определить индекс частотной модуляции , если частота модулирующего сигнала F (таблица 2). Привести схему девиометра, пояснить принцип действия.
6 С помощью измерителя нелинейных искажений, реализующего интегральный метод, в режиме «Калибровка» получено показание вольтметра UK , а в режиме «Измерение» – UИ (см. таблицу 2). Определить значение коэффициента гармоник Кг. Привести схему измерителя, пояснить принцип действия.
Таблица 2
Параметры |
Вариант |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
f, кГц |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
450 |
F, кГц |
10 |
25 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
90 |
UK, мВ |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
50 |
UИ, мВ |
20 |
40 |
15 |
8 |
10 |
200 |
35 |
40 |
180 |
2 |
В задачах 7, 8 определить сопротивление резистора Rx, включенного в плечо уравновешенного измерительного моста постоянного тока, и оценить относительную погрешность из-за подключающих проводов.
7 Параметры элементов моста выбрать из таблицы 3, сопротивление подключающих проводов принять равным 0,3 Ом. Указать условия получения максимальной чувствительности моста и описать методику проведения измерений с его помощью.
Таблица 3
Параметры |
Вариант |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
R2, Ом |
200 |
100 |
500 |
150 |
250 |
350 |
450 |
300 |
550 |
600 |
R3, кОм |
3,0 |
2,0 |
4,0 |
1,0 |
1,5 |
2,1 |
3,8 |
7,3 |
8,1 |
4,9 |
R4, кОм |
1,5 |
5,2 |
2,1 |
3,0 |
2,0 |
3,7 |
7,1 |
5,2 |
2,1 |
9,1 |
С0, нФ |
15 |
47 |
18 |
82 |
56 |
22 |
33 |
8,2 |
7,5 |
22 |
8 Параметры элементов моста выбрать из таблицы 4, сопротивление подключающих проводов принять равным 0,1 Ом. Перечислить основные источники погрешности таких мостов и указать пути их уменьшения.
Таблица 4
Параметры |
Вариант |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
R2, Ом |
100 |
830 |
1300 |
2700 |
560 |
3600 |
330 |
4700 |
620 |
4100 |
R3, кОм |
8,2 |
2,2 |
3,3 |
4,7 |
7,5 |
2,7 |
1,5 |
5,1 |
2,0 |
1,0 |
R4, кОм |
5,1 |
12 |
18 |
15 |
9,1 |
22 |
2,7 |
24 |
7,5 |
16 |
С0, нФ |
2,2 |
15 |
12 |
5,1 |
3,3 |
33 |
4 |
18 |
56 |
82 |
В задачах 9–16 необходимо по типу измеряемого элемента выбрать схему моста, записать для нее условие равновесия, получить из него выражения для Сх, Rx, или Lx, Rx, Q и определить их. При этом измеряемый реальный элемент заменить соответствующей эквивалентной схемой, трансформировав при необходимости схему моста. На окончательной схеме показать в виде переменных элементы (резисторы, конденсаторы и т. д.), которыми его следует уравновешивать, чтобы обеспечить прямой отсчет заданных в условии величин. Частота питающего напряжения 1 кГц.
9 Конденсатор с малыми потерями. Параметры элементов моста даны в таблице 3. Прямой отсчет Сх и .
10 Конденсатор с большими потерями. Параметры элементов моста даны в таблице 3. Прямой отсчет Сх и Rx.
11 Конденсатор с малыми потерями. Параметры элементов моста даны в таблице 4. Прямой отсчет Сх и Rx.
12 Конденсатор с большими потерями. Параметры элементов моста даны в таблице 4. Прямой отсчет Сх и .
13 Катушка индуктивности с малой добротностью. Параметры элементов моста даны в таблице 3. Прямой отсчет Lx и Q.
14 Катушка индуктивности с большой добротностью. Параметры элементов моста даны в таблице 3. Прямой отсчет Lx и Rx.
15 Катушка индуктивности с малой добротностью. Параметры элементов моста даны в таблице 4. Прямой отсчет Lx и Rx.
16 Катушка индуктивности с большой добротностью. Параметры элементов моста даны в таблице 4. Прямой отсчет Lx и Q.
17 При измерении собственной емкости катушки индуктивности Q-метром получены резонансы на частотах f1 и f2 при значениях емкости образцового конденсатора C1 и C2 соответственно (таблица 5). Определить CL, оценить погрешность ее измерения (погрешность отсчета по шкале частот ±10 Гц, по шкале образцового конденсатора ±0,5 пФ) и описать методику измерения.
Таблица 5
Параметры |
Вариант |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
C1, пФ |
420 |
350 |
310 |
273 |
430 |
229 |
420 |
210 |
190 |
230 |
C2, пФ |
53 |
49 |
75 |
59 |
33 |
63 |
27 |
39 |
36 |
59 |
f1, Гц |
898 |
1430 |
2200 |
3670 |
530 |
3780 |
320 |
2890 |
4350 |
5440 |
f2, кГц |
2,41 |
3,59 |
4,25 |
6,52 |
1,75 |
6,93 |
1,22 |
6,54 |
9,67 |
9,64 |
f3, кГц |
2,05 |
2,98 |
3,91 |
5,96 |
1,33 |
5,82 |
0,93 |
4,96 |
7,53 |
8,96 |
Q1 |
100 |
80 |
120 |
150 |
70 |
95 |
50 |
85 |
110 |
140 |
Q2 |
40 |
36 |
55 |
72 |
15 |
20 |
17 |
27 |
46 |
64 |
18 Решить задачу 17, если резонансы получены на частотах f1 и f3 (см. таблицу 5), при тех же емкостях образцового конденсатора.
19 При измерении емкости Сх с помощью Q-метра получены два значения емкости образцового конденсатора C1 и С2 (см. таблицу 5). Определить Сх, если один измеряемый конденсатор включался последовательно с образцовым, а второй – параллельно с ним при тех же отсчетах. Привести схемы измерения для обоих вариантов включения, указать, в каких случаях используются эти варианты.
20 Определить добротность катушки индуктивности, если значения емкости образцового конденсатора при настройке контура (изменением этой емкости) на уровне 0,707 от резонанса были С'1 = 3С2 и С'2 = С1 (см. таблицу 5). Привести функциональную схему Q-метра и пояснить принцип ее действия.
21 Определить полное сопротивление двухполюсника Zx и его составляющих R и X на частоте f1, если до подключения двухполюсника к Q-метру получены значения емкости образцового конденсатора С1 и добротности Q1, а при его подключении к Q-метру (параллельно образцовому конденсатору Q-метра) получены значения С2 и Q2 (см. таблицу 5). Определить также характер реактивности.
22 Решить задачу 21 при условии, что двухполюсник включен последовательно с образцовой ёмкостью.
23 При перемещении зонда вдоль щели измерительной линии получены максимальный и минимальный отсчеты (таблица 6) по шкале стрелочного индикатора. Определить КСВН и модуль коэффициента отражения при квадратичной характеристике детектора СВЧ.
24 Решить задачу 23 при условии, что характеристика детектора СВЧ линейна.
25 При измерении полного сопротивления двухполюсника СВЧ с помощью измерительной линии минимальное и максимальное показания стрелочного индикатора (при перемещении зонда вдоль щели) были равны и . Расстояние между соседними узлами равно l, а расстояние между условным концом измерительной линии и первым узлом (в сторону генератора) l (см. таблицу 6). Приняв волновое сопротивление тракта 50 Ом, определить полное сопротивление двухполюсника при квадратичной характеристике детектора СВЧ.
Таблица 6
Параметры |
Вариант |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
, дел |
81 |
64 |
63 |
75 |
22 |
28 |
31 |
67 |
89 |
91 |
, дел |
25 |
16 |
31 |
51 |
17 |
19 |
21 |
43 |
28 |
35 |
l, мм |
220 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
50 |
40 |
30 |
20 |
l, мм |
80 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
20 |
15 |
10 |
5 |
U1, мВ |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
U2, мВ |
3 |
7 |
11 |
15 |
19 |
23 |
27 |
31 |
35 |
39 |
Г |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,55 |
,% |
10 |
2,0 |
5,0 |
3,0 |
5,0 |
2,0 |
3,0 |
8,0 |
15 |
1,0 |
26 Решить задачу 25 при условии, что волновое сопротивление тракта равно 75 Ом и характеристика детектора СВЧ линейна.
27 Определить КСВН двухполюсника и ослабление четырехполюсника (в дБ) при измерении их с помощью рефлектометра, если на выходах квадратичных детекторов СВЧ первого и второго направленных ответвителей после проведения этих измерений получены напряжения U1 и U2 (см. таблицу 6). Привести структурные схемы рефлектометров при измерении КСВН и ослабления. Пояснить суть калибровки рефлектометра.
28 Определить погрешность измерения КСВН двухполюсника с помощью рефлектометра, если погрешность измерения модуля коэффициента отражения Г равна (см. таблицу 6).
29 Описать известные методы измерения вероятностных характеристик случайных сигналов в соответствии с вариантом задания (таблица 7). Привести схему измерителя и пояснить принцип ее работы.
Таблица 7
Вариант |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Измеряемая характеристика |
mx и Px |
Fx |
fx |
Rx |
Rxy |
fx |
Rx |
Fx |
Rxy |
Px и Dx |
30 Определить рабочее затухание четырехполюсника, если параметры генератора и нагрузки имеют значения, приведенные в таблице 8. Привести схему измерения методом, указанным в таблице 8, пояснить ее работу, указать основные источники погрешностей.
31 Определить рабочее усиление Kp четырехполюсника для указанных в таблице 8 значений параметров генератора и нагрузки, приняв .
Таблица 8
Параметры |
Вариант |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
ЕГ, В |
18 |
11 |
3,4 |
6,5 |
26 |
18 |
24 |
8,0 |
4,5 |
15 |
ZГ, Ом |
600 |
50 |
75 |
15 |
5 |
10 |
75 |
15 |
600 |
50 |
UH, В |
0,3 |
4,2 |
1,3 |
2,0 |
9,3 |
5,1 |
11 |
1,8 |
0,6 |
4,8 |
ZH, Ом |
520 |
50 |
88 |
50 |
12 |
45 |
62 |
10 |
800 |
150 |
Метод измерения |
Известного генератора |
Метод Z |
Сравнения |
Метод Z |
Сравнения |
Известного генератора |
Сравнения |
Известного генератора |
Метод Z |
Известного генератора |
32 Получить сигнатуру из тест-последовательности, приведенной в таблице 9. Длину тест-последовательности N (число бит в ней) выбрать по предпоследней цифре шифра, а порядковый номер первого бита тест-последовательности I по последней цифре шифра из таблицы 10. Привести схему, поясняющую принцип формирования сигнатуры из тест-последовательности.
Таблица 9
Порядковый номер бита I |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Значение бита |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Порядковый номер бита I |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
Значение бита |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Таблица 10
Параметры |
Предпоследняя цифра для N, последняя – для I |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
N |
16 |
17 |
10 |
18 |
19 |
20 |
14 |
12 |
19 |
20 |
I |
1 |
2 |
8 |
3 |
10 |
1 |
5 |
8 |
2 |
5 |
33 Определить напряженность электрического поля Е в месте расположения измерительной антенны с эффективной площадью S, если мощность, измеренная на согласованной нагрузке антенны, составила Р (таблица 11). Охарактеризовать основные методы измерения напряженности электрического поля.
34 Определить напряженность поля Е радиопередатчика в точке расположения индикатора поля, если действующая высота рамочной антенны индикатора hд, ее добротность Q, а показания вольтметра U (см. таблицу 11). Привести схему индикатора поля и описать сущность метода измерения, положенного в основу работы этого прибора.
Таблица 11
Параметры |
Вариант |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
S, |
900 |
800 |
1000 |
1200 |
700 |
600 |
500 |
400 |
800 |
900 |
P, мкВт |
0,1 |
0,2 |
1,0 |
0,8 |
0,5 |
0,03 |
0,01 |
0,4 |
0,6 |
0,3 |
hд, мм |
10 |
8 |
15 |
12 |
9 |
7 |
12 |
8 |
10 |
12 |
Q |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
20 |
30 |
20 |
5 |
25 |
U, мкВ |
70 |
100 |
90 |
150 |
200 |
180 |
300 |
250 |
180 |
270 |
, дБ |
10 |
5 |
20 |
15 |
10 |
25 |
30 |
20 |
5 |
25 |
, дБ |
20 |
25 |
10 |
5 |
20 |
15 |
10 |
5 |
15 |
15 |
К |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
90 |
100 |
80 |
30 |
70 |
35 В процессе измерения напряженности поля Е с помощью измерителя напряженности поля получены следующие значения (см. таблицу 11): показания вольтметра U, коэффициенты ослабления входного аттенюатора , аттенюатора промежуточной частоты , коэффициент усиления измерительного приемника К. Определить напряженность поля Е, если в процессе измерения была использована измерительная антенна с действующей высотой hд. Привести схему измерителя и описать алгоритм процесса измерения Е.