Радиоэлектронные системы - Белорусский государственный

Учреждение образования
«Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»
УТВЕРЖДАЮ
проректор по учебной работе
и менеджменту качества
________________ Е. Н. Живицкая
____________2011 г.
Программа
Государственного экзамена по специальности I - 39 01 02
«Радиоэлектронные системы»
Минск БГУИР 2011
Программа составлена на основании типового и/или учебного плана
специальности 1-39 01 02 «Радиоэлектронные системы», регистрационный
№07.04.12/755 (дн) от 14.05.2009, типовых учебных программ дисциплин:
«Радиопередающие устройства», регистрационный № ТД-1.25/тип от 17
ноября 2009 г.;
«Методы и устройства приема и обработки сигналов», регистрационный №
ТД-1.499/тип от 11 ноября 2010 г.;
«Радиосистемы передачи информации», регистрационный № ТД-1.778/тип от
18 июля 2011 г.
учебной программы:
«Проектирование цифровых устройств на программируемых логических
интегральных схемах», регистрационный № УД-39-241/у от 04 марта 2011
года
Составители:
Малевич И.Ю., зав.каф. РТС, д.т.н., профессор.
Карпушкин Э.М., доцент каф. РТС, к.т.н, доцент.
Ползунов В.В., доцент каф. РТС, к.т.н, доцент.
Давыдов И.Г., доцент каф. РТС, к.т.н.
Программа рассмотрена и рекомендована к утверждению
радиотехнических систем
протокол № 4 от 14.12.2011 г.
Заведующий кафедрой РТС
кафедрой
И.Ю. Малевич
Одобрена и рекомендована к утверждению Советом факультета
радиотехники и электроники учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники»
протокол № 6 от 26.12.20011г.
Председатель
СОГЛАСОВАНО
Начальник ОМОУП______________Ц.С. Шикова
А.В. Короткевич
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1. Цель Государственного экзамена
Итоговая
аттестация обучающихся в форме государственного
экзамена проводится с целью определения теоретической и практической
готовности выпускника к выполнению социально-профессиональных задач в
соответствии с образовательными программами высшего образования по
специальности «Радиоэлектронные системы».
2. Список дисциплин, вынесенных на Государственный экзамен:
1.
2.
3.
4.
Методы и устройства приема и обработки сигналов.
Радиопередающие устройства.
Радиосистемы передачи информации.
Проектирование цифровых устройств на программируемых
логических интегральных схемах.
2.1 Вопросы по дисциплине «Методы и устройства приема и обработки
сигналов»:
1) Назначение, функции и типовые структуры РПТ.
2) Технические характеристики и параметры РПТ.
3) Помехи радиоприему. Классификация помех, их характеристики,
методы борьбы.
4) Резонансные входные цепи с емкостной связью с антенной. Схемы,
назначение элементов, характеристики.
5) Резонансные входные цепи с индуктивной связью с антенной. Схемы,
назначение элементов, характеристики.
6) Резонансные входные цепи с магнитной антенной и
трансформаторной связью. Схемы, назначение элементов, параметры.
7) Многозвенные входные цепи. Схемы, назначение элементов,
параметры.
8) Резонансные входные цепи СВЧ диапазона. Схемы, конструкции
назначение элементов, параметры.
9) Устройства защиты входа РПТ от особо мощных помех. Принципы
действия, схемы, назначение элементов, характеристики.
10) Резонансные УРЧ умеренно высоких частот. Схемы, назначение
элементов, параметры.
11) Широкополосные УРЧ умеренно высоких частот. Схемы, назначение
элементов, параметры.
12) Резонансный УРЧ СВЧ диапазона. Схема, назначение элементов,
характеристики.
13) Широкополосные СВЧ УРЧ. Схемы, назначение элементов,
параметры.
14) Усилитель с распределенным усилением. Принцип действия, схема,
параметры, назначение элементов.
15) Параметрический усилитель. Принцип действия, схема, назначение
элементов, характеристики.
16) Однотранзисторные преобразователи частоты. Принцип действия,
схемы, назначение элементов, параметры.
17) Преобразователи частоты на дифференциальных каскадах. Принцип
действия, схемы, назначение элементов, параметры.
18) Диодные преобразователи частоты умеренно высоких частот.
Принцип действия, схемы, назначение элементов, параметры.
19) Преобразователи частоты СВЧ диапазона. Схемы, конструкции
назначение элементов, параметры.
20) УПЧ с одноконтурными и двухконтурными LC фильтрами. Схемы,
назначение элементов, параметры.
21) УПЧ с фильтрами сосредоточенной избирательности. Схемы,
назначение элементов, параметры.
22) Амплитудные детекторы. Принцип действия, схемы, назначение
элементов, параметры.
23) Синхронный детектор. Принцип действия, схема, параметры,
назначение элементов.
24) Частотные детекторы с преобразованием частота-амплитуда.
Принцип действия, схемы, параметры, назначение элементов.
25) Частотные детекторы с преобразованием частота-фаза. Принцип
действия, схемы, назначение элементов, параметры.
26) Фазовые детекторы. Принцип действия, схемы, назначение
элементов, параметры.
27) Частотная настройка РПТ. Виды, элементы настройки.
28) Простая АРУ. Принцип действия, схема, назначение элементов,
характеристики.
29) АРУ с задержкой. Принцип действия, схема, назначение элементов,
характеристики.
30) Усиленная АРУ. Принцип действия, схема, назначение элементов,
параметры.
2.2 Вопросы по дисциплине «Радиопередающие устройства»:
1. Назначение, классификация и обобщенная структурная схема
радиопередающего устройства.
2. Основные особенности усилителя мощности высокой частоты (ГВВ).
Баланс мощностей в ГВВ.
3. Влияние величины сопротивления нагрузки на основные
энергетические показатели ГВВ.
4.
Цепи согласования АЭ ГВВ с нагрузкой. Назначение и
схемотехническая реализация.
5. Схемы питания выходных цепей активного элемента ГВВ.
6. Сложение мощностей ВЧ блоков на общей нагрузке и в свободном
пространстве (структурная и принципиальная схемы).
7. Влияние величины угла отсечки выходного тока АЭ на основные
энергетические показатели ГВВ.
8. Умножители частоты на нелинейных активных и пассивных приборах.
Назначение, схемотехническая реализация.
9. Транзисторные автогенераторы (обобщенная эквивалентная схема,
режимы возбуждения, схемотехническая реализация).
10. Нестабильность частоты автогенераторов. Основные определения.
Влияние различных дестабилизирующих факторов на стабильность
генерируемой частоты.
11. Кварцевая стабилизация частоты автогенератора. Схемы включения
кварца.
12. Синтезаторы частоты. Назначение, структурная схема декадного
синтезатора, построенного по методу прямого синтеза.
13. Синтезаторы частоты. Назначение, структурная схема синтезатора с
ФАПЧ (метод косвенного синтеза).
14. Амплитудная модуляция. Основные соотношения, спектр и полоса
занимаемых частот, достоинства и недостатки.
15. Схемотехническая реализация амплитудных модуляторов. Режимы
работы АЭ, достоинства и недостатки.
16. Однополосная модуляция (ОМ). Энергетический выигрыш при ОМ
по сравнению с АМ.
17. Методы формирования однополосных сигналов. Структурные схемы,
назначение элементов.
18. Угловые виды модуляции. Основные соотношения, спектр и полоса
занимаемых частот.
19. Частотно-модулированные автогенераторы. Принципиальная схема,
назначение элементов.
20.
Методы
получения
частотно-модулированных
колебаний.
Структурные схемы, достоинства и недостатки.
21. Методы повышения линейности, широкополосности и стабильности
средней частоты при угловой модуляции.
22. Импульсные передатчики РЛС. Структурные схемы при
однокаскадном построении передатчика.
23. Импульсные передатчики РЛС. Структурные схемы при
многокаскадном построении передатчика.
24. Импульсный модулятор с полным разрядом накопителя.
Принципиальная схема, назначение элементов.
25. Импульсный модулятор с частичным разрядом накопителя.
Принципиальная схема, назначение элементов.
26. Особенности построения передатчиков подвижной службы с
частотной модуляцией. Структурные схемы.
27. Особенности построения передатчиков телевизионного вещания.
Структурные схемы.
28. Особенности построения передатчиков радиорелейных и
тропосферных линий связи. Структурные схемы.
29. Составить структурную схему передатчика с частотной модуляцией,
осуществляемой косвенным методом.
30. Усилитель мощности на пролетном клистроне.
2.3 Вопросы по дисциплине «Радиосистемы передачи информации»:
1.
Простые и сложные сигналы. Псевдослучайные сигналы в РС ПИ.
2.
ПС сигналы с дискретной ФМ. М – последовательности (описание,
генерирование, структурно – корреляционные и спектральные свойства).
3.
Четверично – кодированные последовательности (описание,
генерирование, структурно – корреляционные и спектральные свойства).
4.
ПС сигналы с дискретной ЧМ (описание, генерирование,
корреляционно – структурные и спектральные свойства).
5.
Качественные показатели РС ПИ.
6.
Основное уравнение дальности РС ПИ в свободном пространстве.
7.
Информационные характеристики источника дискретных сообщений.
8.
Скорость передачи дискретной информации. Пропускная способность
дискретного канала связи.
9.
Информационные характеристики источника непрерывных
сообщений.
10.
Скорость передачи информации, пропускная способность канала связи
при передаче непрерывных сообщений.
11.
Структуры оптимальных приемников дискретных сообщений.
Оптимальный когерентный прием.
12.
Структуры оптимальных приемников дискретных
сообщений.Оптимальный некогерентный прием.
13.
Квазиоптимальный прием. Некогерентный прием простых цифровых
сигналов с АМн.
14.
Квазиоптимальный прием. Некогерентный прием простых цифровых
сигналов с ЧМн.
15.
Квазиоптимальный когерентный прием простых цифровых сигналов с
ФМн.
16.
Относительная фазовая манипуляция (ОФМн) как метод борьбы с
«обратной работой».
17.
Квазиоптимальный когерентный прием простых цифровых сигналов с
ОФМн.
18.
Автокорреляционный прием простых цифровых сигналов с ОФМн.
19.
Особенности применения квадратурной фазовой манипуляции
(QPSK).
20.
Сверточные коды в РС ПИ. Разновидности сверточных кодов, их
описание и формирование.
21.
Декодирование сверточных кодов. Общая характеристика и
особенности. Вероятностное декодирование. Декодирование сверточных
кодов по алгоритму Витерби.
22.
Синдромное пороговое декодирование систематических сверточных
кодов.
23.
Когерентный прием ФМ ПС – сигналов с инверсной информационной
модуляцией.
24.
Поиск по временному положению псевдослучайных
последовательностей. Оценка эффективности последовательного метода
поиска.
25.
Автокорреляционный (беспоисковый) прием ФМ ПС – сигналов с
информационной модуляцией по задержке.
26.
Повышение помехозащищенности РС ПИ с помощью систем ПС –
сигналов (посимвольный прием цифровой информации).
27.
Многоканальная РС ПИ с временным уплотнением канальных
сигналов (структурная схема, виды модуляции, требования к канальным
сигналам, особенности группового сигнала, помехоустойчивость).
28.
Многоканальная РС ПИ с линейным кодовым уплотнением канальных
сигналов (структурная схема, виды модуляции, требования к канальным
сигналам, особенности группового сигнала, помехоустойчивость).
29.
Характеристика каналов с переменными параметрами. Явления
«замирание» и многолучевость. Методы борьбы с ними.
30.
Адресные системы связи. Классификация, выбор сигналов,
особенности построения.
2.4 Вопросы по дисциплине «Проектирование цифровых устройств на
программируемых логических интегральных схемах»:
1. Классификация микросхем программируемой логики.
2. Стандартные, сложные ПЛИС и программируемые пользователем
вентильные матрицы.
3. Базовые матричные кристаллы.
Основные свойства микросхем
программируемой логики.
4. Общие свойства ПЛИС.
5. CPLD – сложные программируемые логические устройства. Схема
программируемой матрицы соединений CPLD. Схема передачи сигналов
из матрицы
соединений
в
функциональный
блок.
Структура
функционального блока CPLD.
6. FPGA – программируемые пользователем вентильные матрицы. Структура
FPGA. Функциональные блоки FPGA. Схема ФБ FPGA. Блок ВВ FPGA.
7. ПЛИС с комбинированной архитектурой. Схема ЛЭ FLEX.
8. ПЛИС типа «Система на кристалле». Разновидности SOPC. SOPC
с однородной структурой, SOPC блочного типа. ПЛИС типа «система на
кристалле» с однородной структурой.
9. Микросхемы семейств APEX20K/KE, APEXII фирмы Altera.
10. Микросхемы семейств Virtex, Virtex E, Virtex II фирмы Xilinx.
11. Разработка и использование БИС/СБИС с программируемой
структурой. Конвертация проектов. Конфигурирование БИС/СБИС с
программируемой структурой.
Конфигурирование
ПЛИС
со
статической памятью конфигурации. Засекречивание проектов
12. Способы
оценки
параметров
ПЛИС.
Оценка
логической
сложности. Емкость логического массива. Логическая емкость массива
памяти при реализации логических функций. Логическая емкость массива
памяти при реализации запоминающих устройств. Диапазон изменения
логической емкости. Типичная логическая емкость.
13. Оценка быстродействия ПЛИС
14. Общие
сведения
о
процессе проектирования
интегральных
схем
с программируемой
структурой. Проектирование. Стратегия
проектирования.
Процесс
проектирования. Этапы проектирования.
Факторы,
влияющие
на
методику
проектирования электронных
устройств. Области применения специализированных ИС различных
типов.
15. Автоматизированное
проектирование.
Особенности применения
современных САПР Проектирование цифровых фрагментов. Варианты
проектирования
цифровых
фрагментов.
Реализация
в
базисе
дискретных элементов. Реализация цифровых фрагментов на ПЛИС.
Реализация
цифровых
фрагментов
в
форме
однокристального
микроконтроллера. Реализация цифровых фрагментов в форме полузаказных
кристаллов.
16. Средства и методы отладки. JTAG – интерфейс. Архитектура БИС,
использующей метод граничного сканирования. Транспортный механизм
JTAG-интерфейса.
Режимы,
обеспечиваемые
методом
граничного
сканирования. Структура сканирующей ячейки. Основные команды
граничного сканирования.
17. Программная поддержка тестирования. Системные функции на основе
JTAG-интерфейса.
18. Языки описания дискретных устройств. Основные элементы языка
VHDL HDL-программа - модель проектируемого устройства.
19. Принципы
интерпретации
поведения
дискретных
устройств
средствами моделирования. Сквозное моделирование. Событийное
моделирование. Язык VHDL как программная система. Алфавит
моделирования
20. Основные элементы и конструкции языка. Идентификаторы.
Ключевые слова. Литералы. Операторы. Разделители. Комментарии.
21. Форма задания синтаксических конструкций языка VHDL.
22. Типы. Классификация типов. Основные типы данных языка VHDL.
23. Декларации. Константы. Сигналы. Переменные. Дельта-задержка.
24. Операции языка VHDL. Процессы.
25. Интерфейс и архитектура объекта.
26. Атрибуты.
27. Последовательные операторы. Оператор ожидания события wait.
Оператор if. Оператор case. Оператор null.
28. Оператор цикла.
29. Оператор switch Оператор when
30. Процедуры и функции
31. Параллельные операторы. Оператор process, оператор параллельного
сообщения, оператор параллельного вызова процедуры, оператор условного
назначения сигнала, оператор select выборочного назначения процедуры,
оператор конкретизации (создания экземпляра) компонента, параллельный
оператор генерации generate, оператор block (блок).
32. Стили программирования на VHDL. Поведенческий стиль, стиль потоков
данных, структурный стиль.
33. Программирование и конфигурирование ПЛИС Xilinx.
3.1. Литература по дисциплине
«Методы и устройства приема и обработки сигналов»:
1. Чердынцев В.А., И.Ю. Малевич, А.Е. Курочкин. Методы и устройства
приема и обработки радиосигналов. – Мн: БГУИР, 2010.
2. Радиоприемные устройства/ Под ред. Н.Н. Фомина. - М.: Радио и
связь, 2003.
3. Головин О. В. Радиоприемные устройства. – М.: Горячая линияТелеком, 2002.
4. Богданович Б.М., Окулич Н.И. Радиоприемные устройства. – Мн.:
Выш. шк., 1991.
5. Румянцев К.Е. Прием и обработка сигналов. - М.: Издат. Центр.
«Академия», 2004.
6. Малевич И.Ю. Радиоприемные устройства. - Мозырь: Белый ветер,
2000.
7. Малевич И.Ю. Методы и устройства приема и обработки сигналов.
Электронный учебно-методический комплекс [Электронный ресурс] (режим
доступа: www.bsuir.by/ЭУМКД).
3.2. Литература по дисциплине «Радиопередающие устройства»
1. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / под редакцией
В.В. Шахгильдяна – М.: Радио и связь, 2003 – 560 с.
2. Устройства генерирования и формирования радиосигналов / Л.А.
Белов, В.А. Богачёв, М.В. Благовещенский и др. Под редакцией Г.М.
Уткина, В,Н. Кулешова, М.В. Благовещенского – М.: Радио и связь, 1994 –
416 с.
3. Минаев М.И., Капышев В.И. Проектирование и расчет
радиопередающих устройств радиотехнических систем: Учебное пособие
для студентов специальностей Т.09.01, Т.09.02, Т.09.03. “Общие вопросы
технической реализации радиопередающих устройств радиотехнических
систем”. -Мн.:БГУИР, 1996. - 106с.
4. ЭУМК по дисциплинам «Радиопередающие устройства», «Методы и
устройства
формирования
радиосигналов»
(режим
доступа:
www.bsuir.by/ЭУМКД).
3.3. Литература по дисциплине «Радиосистемы передачи информации»:
1.Информационные технологии в радиотехнических системах /под ред.
И.Б. Федорова. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.
2. Радиотехнические системы передачи информации /В.В. Калмыкова и
др. – М.: Радио и связь, 1990.
3. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое
применение /Б. Скляр. – М.: Изд. Дом «Вильямс», 2003.
4.Карпушкин Э.М. Радиосистемы передачи информации: учеб. Метод.
пособие /Э.М. Карпушкин.- Мн.: БГУИР, 2008.
5. ЭУМКД по дисциплине «Радиосистемы передачи информации»
(режим доступа).
3.4. Литература по дисциплине «Проектирование цифровых устройств
на программируемых логических интегральных схемах»:
1.Соловьев В.В. Проектирование цифровых систем на основе
программируемых логических интегральных схем / В.В. Соловьев. – М.:
Горячая линия – Телеком, 2001. – 636 с.
2. Грушвицкий Р.И. Проектирование систем на микросхемах
программируемой логики / Р. И. Грушвицкий, А.Х. Мурсаев, Е. П. Угрюмов.
– СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 608 с.
3.Зотов В.Ю. Проектирование цифровых устройств на основе ПЛИС
фирмы XILINX в САПР WebPACK ISE / В. Ю. Зотов. – М.: Горячая линия –
Телеком; Радио и связь, 2003. – 624 с.
4. Бибило П. Н. Основы языка VHDL / П. Н. Бибило. – 3-е изд., доп. –
М.: ЛКИ, 2007. – 328 с.
5. Зотов В.Ю. Проектирование встраиваемых микропроцессорных
систем на основе ПЛИС фирмы XILINX / В.Ю. Зотов. – М.: Горячая линия –
Телеком, 2006. – 520 с.
6. ЭУМКД по дисциплинам: «Проектирование устройств на ПЛИСС»
[Электронный ресурс] (режим доступа: www.bsuir.by/ЭУМКД).
7. ЭУМКД по дисциплинам: «Проектирование цифровых систем на
ПЛИСС» [Электронный ресурс] (режим доступа: www.bsuir.by/ЭУМКД).