Рабочая программа по дисциплине "Автоматизированные системы испытаний средств связи" для специальности

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет»
Кафедра радиотехники и радиосистем.

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по УР

_______________В.А.Немонтов

«____»________________________ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине "Автоматизированные системы испытаний средств связи"
для специальности 210302 (200700) “Радиотехника”
вид обучения очное .

(очное, заочное, очно-заочное)

Учебный план курса

Вид занятий	Количество часов
	Всего	Распределение по семестрам
		7
Лекции	34	34
Лабораторные	17	17
Практические (семинары)	-	-
Курсовые проекты (работы)	К. р.	К. р.
Расчетные и графические работы	-	-
Контрольные работы, домашние задания и коллоквиумы (количество)	-	-
Рейтинг-контроль (количество)	3	3
Рефераты (количество)	-	-
Экзамен	Экзамен	Экзамен
Зачет	-	-

1. Введение
1.1. Значение дисциплины в подготовке специалиста

Дисциплина "Автоматизированные системы испытаний средств связи" является специальным курсом, который посвящен практическим вопросам реализациям компьютерных систем контроля, испытаний и мониторинга (СКИМ). Теоретической основой являются цифровые методы обработки информации в задачах алгоритмической оценки параметров радиосистем и устройств широкого назначения. Полученные знания могут быть использованы в процессе подготовки и проведения сложных автоматизированных исследований, в том числе при дипломном проектировании.

1.2. Взаимосвязь с другими дисциплинами

Дисциплина "Автоматизированные системы испытаний средств связи" опирается на сведения, понятия и методы, изучаемые в естественнонаучных, общетехнических и специальных дисциплинах учебного плана, таких как, "Информатика", "Метрология и радиоизмерения", "Цифровые устройства и микропроцессоры", "Теория управления и радиоавтоматика".

1.3. Цель преподавания дисциплины

Целью преподавания специальной дисциплины "Автоматизированные системы испытаний средств связи" (АСИСС) является подготовка специалиста в области проектирования контрольно-измерительных и испытательных систем различного назначения: внешних и встроенных, универсальных и специализированных, технологических и эксплуатационных.

1.4. Задачи изучения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

• 
  принципы построения и функционирования автоматизированных систем контроля и измерения;
  
• 
  особенности построения контрольно-измерительных и испытательных систем с использованием интерфейса IEEE-488;
  
• 
  систему команд и организацию взаимодействия модулей автоматизированных систем контроля и измерения;
  
• 
  программное обеспечение и протоколы обмена данными между модулями и управляющей ЭВМ.
  

Уметь:

• 
  проводить измерения с помощью современных микропроцессорных приборов;
  
• 
  проектировать автоматизированные контрольно-измерительные системы различного назначения;
  
• 
  оптимизировать структуру и характеристики систем по заданным техническим требованиям;
  
• 
  проводить экспериментальные исследования и программировать с помощью ЭВМ измерительные приборы, имеющие выход в канал общего пользования (КОП).
  

Иметь представление:

• 
  о перспективных принципах построения модульных систем виртуальных приборов;
  
• 
  о современных пакетах программных средств диалогового типа, обеспечивающих автоматизированное проектирование систем контроля и измерения на основе использования библиотек модулей, процедур обработки и представления информации.
  

2. Тематический план курса

Номер раздела и темы	Название раздела (темы)	Распределение часов ( ауд. )				К.п., к.р., РГР, контр.р., дом. зад. и др.	Внеауди-торная СРС (часов)
		Всего	Лек-ции	Практ- ические занятия	Лабора-торные занятия
1	Введение	2	2
2	Состояние автоматизированных систем контроля	2	2
3	Классификация и сравнительные характеристики	6	2		4
4	Стандартные интерфейсы - основа совместимости систем	2	2
5	Стандарт КОП	2	2
6	Шины данных, управления и синхронизации	6	2		4
7	Асинхронный обмен данными	2	2
8	Интерфейсные команды и интерфейсные функции	2	2
9	Адресация прибора. Идентификация «свой» – «чужой»	2	2
10	Интерфейсные функции СИ, СП и З.	2	2
11	Программное обеспечение	6	2		4
12	Аппаратные средства систем с шиной КОП	7	2		5
13	Архитектура систем и их быстродействие	2	2
14	Базовое и системное ПО	2	2
15	Стандарт IEEE-488.2 и язык SCPI	2	2
16	Аттестация и поверка АКИС	2	2
17	Методы алгоритмических измерений	2	2
	Итого:	51	34		17
	Курсовая работа	Курсовая работа выполняется по всем темам теоретического курса

3. Содержание дисциплины
3.1. Теоретический курс

3.1. Введение

Предмет дисциплины, ее связь с другими дисциплинами учебного плана. Основные понятия и термины. Цели и задачи автоматизации контроля и измерения. Проблемы экспериментальных исследований, испытаний и мониторинга радиосистем. Классификация систем контроля и управления. Историческая справка.

2. 
   Состояние и перспективы развития автоматизированных систем контроля и измерения
   

Основы построения автоматизированных систем экспериментальных исследований и мониторинга. Классификация и сравнительные характеристики автоматизированных контрольно-измерительных систем. Крейтовые модульные системы: платы - приборы, платы – функциональные модули. Модульные системы виртуальных приборов. Компьютерные платы ввода – вывода. Индивидуальные автоматизированные контрольно-измерительные системы. Стандартные интерфейсы систем контроля и измерения. Принципы группового проектирования, унификации, взаимозаменяемости и модульного построения. Программное обеспечение и аппаратные средства систем контроля и измерения. Программируемые приборы. Тенденции развития систем контроля и измерения. Проектирование автоматизированных систем контроля и измерения. Этапы создания. Аттестация и поверка.

3.3. Приборно-модульные контрольно-измерительные системы

Интерфейс IEEE-488 и его отечественный аналог - канал общего пользования (КОП). История развития интерфейса IEEE-488. Шина управления: линии, их назначение. Примеры использования. Шина данных и ее мультиплексирование (передача данных: программных, измерений, адресных, команд, состояния...). Шина синхронизации. Асинхронный обмен данными (диаграммы). Скоростной обмен данными HS-488. Адресация прибора на прием и передачу. Примеры адресации. Идентификация контроллером адреса «свой» – «чужой». Интерфейсные команды и их взаимосвязь с интерфейсными функциями. Интерфейсные функции и возможности их исследования. Интерфейсные функции СИ и СП. Направленные графы состояний. Их взаимосвязь при обмене данными. Интерфейсная функция З ("запрос на обслуживание"). Направленный граф состояний. Взаимодействие контроллера и прибора при запросе обслуживания. Принципы реализации интерфейса прибора, его структура и элементная база. Коды и форматы сообщений. Обмен данными по шине КОП.. Примеры, проблемы и их решение. Требования к возбудителям, приемникам, кабелям и нагрузкам. Применение схем с открытым коллектором. Архитектура систем контроля и измерения. Примеры. Быстродействие приборно-модульных контрольно-измерительных систем и пути его повышения Парк приборов КОП. Вычислительные радиоизмерительные приборы. Оптимизация конфигурации системы. Расширители шины КОП.

3.4. Программное обеспечение и аппаратные средства систем контроля и измерения с шиной КОП

Базовое и системное ПО. Программное обеспечение систем с шиной КОП. Стандарт IEEE-488.2. Стандартные коды и общие команды. Унификация программирования приборов и модулей на основе стандартного языка SCPI. Программные средства ведущих фирм. Отечественные программные продукты. Методы разработки программного обеспечения. Библиотеки приборов, команд, обработки и представления информации. Системные контроллеры, их архитектура и сравнительные характеристики. Микроконтроллеры и контроллеры шины. Типы, характеристики и программное обеспечение.

3.5. Методы алгоритмических измерений

Оценка среднеквадратического значения сигнала методом интегрирования Метод несинхронизированного стробирования Многоуровневое интерполирование при оценке частоты сигнала Многоуровневое интерполирование при оценке фазового сдвига Методы исследования амплитудно-частотных характеристик

3.2. Лабораторные занятия

Лабораторные занятия проводятся в объеме 17 часов и предназначены для закрепления и углубления полученных теоретических знаний, а также приобретения практических навыков работы с приборами и специализированным ПО. Лабораторные работы выполняются с использованием персональных ЭВМ IBM PC.

Студенты выполняют 4 лабораторные работы из перечисленных ниже:

1. Исследование принципов передачи информации в системе КОП (4 часа).

2. Исследование интерфейсных функций модулей КОП (4 часа).

3. Исследование принципов построения программного обеспечения систем КОП (4 часа).

4. Исследование специализированных систем контроля и управления (4 часа).

5. Исследование микропроцессорных радиоизмерительных приборов, используемых в системах контроля и измерения (4 часа).

3.3. Курсовая работа

В типовой курсовой работе студенты разрабатывают контрольно-измерительную систему конкретного назначения. В курсовом проекте необходимо:

• 
  рассмотреть варианты построения автоматизированной системы контроля и измерения (АСКИ), выбрать наилучший по критериям быстродействия и точности, оптимизировать аппаратную часть системы;
  
• 
  оценить погрешности измерений с учетом предполагаемых законов распределения погрешностей отдельных составляющих;
  
• 
  оценить быстродействие системы;
  
• 
  привести структурные или функциональные схемы рассмотренных вариантов АСКИ.
  

Исследовательские курсовые работы могут быть индивидуальные или бригадные на 2-3 человека по темам:

• 
  составление аналитических обзоров литературы, написа­ние рефератов, оформление методических указаний и плакатов, переводы научно-технической литературы по вопросам компьютеризации измерений;
  
• 
  создание лабораторных макетов и стендов;
  
• 
  разработка специализированных АСКИ, их модулей или программного обеспечения.
  

При выполнении усложненных индивидуальных или бригадных зада­ний исследовательского характера по решению преподавателя студен­ты могут частично или полностью освобождаться от лабораторного практикума, а при успешном завершении работ - от экзамена.

3.4. Рейтинг-контроль

Рейтинг-контроль проводится три раза за семестр. Он предполагает оценку суммарных баллов по следующим составляющим: активность магистранта на лекциях, включая их посещение; количество и качество выполнения лабораторных работ; объем и качество курсового проектирования.

4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
Самостоятельная (внеаудиторная) работа студентов включает закрепление теоретического материала и подготовку к выполнению лабораторных. Основа самостоятельной работы - изучение литературы по рекомендованным источникам и конспекту лекций и письменное выполнение заданий самоподготовки к каждой лабораторной работе.

5. Использование современных информационных технологий
Компьютерные технологии являются основой курса. Лабораторные работы выполняются с использованием ЭВМ и специального ПО, созданного на кафедре.
6. Список основной и дополнительной литературы
6.1. Основная

1. 
   Поздняков А.Д. Автоматизация экспериментальных исследований, испытаний и мониторинга радиосистем / А. Д. Поздняков, В. А. Поздняков  М.: Радиотехника, 2004.  208 с.
   
2. 
   Поздняков А.Д. Приборно-модульные системы контроля, испытаний и мониторинга радиоаппаратуры / Владим. гос. ун-т; Владимир, 2005. 110 с.
   
3. 
   Поздняков А.Д. Автоматизация экспериментальных радиофизических исследований: практикум / Владим. гос. ун-т.- Владимир. - 2004. - 128 с.
   
4. 
   Поздняков А.Д. Автоматизация радиоизмерений: Учеб. пособие / Владим. гос. техн. ун-т.- Владимир. - 1995. – 184 с.
   

6.2. Дополнительная

5. 
   Арутюнов П.А. Теория и применение алгоритмических измерений. - М.: Энергоатомиздат, 1990.-256 с.
   
6. 
   Гелль П. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс: пер. с франц.-2-е изд., испр. - М.: ДМК, 1999.-144с.
   
7. 
   ГОСТ 26.003-80. Система интерфейса для измерительных устройств с байт-последовательным, бит-параллельным обменом информацией. – Введ. 1.07.81.- М.: Изд. стандартов, 1985.- 110 с.
   
8. 
   ГОСТ Р 51884-2002. Магистраль VМЕ, расширенная для конт­рольно-измерительной аппаратуры (магистраль VХI). Общие технические требования. – Введ. 1.01.03.- М.: Изд. Стандартов. - 2002. - 183 с.
   
9. 
   Жарков Ф.П. Использование виртуальных инструментов LabVIEW / Ф.П. Жарков, В.В. Каратаев, В.Ф. Никифоров и др. Под ред. Демирчана К.С. и Миронова В.Г.- М.: Солон-Р, Радио и связь, Горячая линия – Телеком. - 1999. – 268 с.
   
10. 
    Мячев А.А. Интеpфейсы средств вычислительной техники: справочник. - М.: Радио и связь, 1993. -252 с.
    
11. 
    Микропроцессорные системы и микроЭВМ в измерительной технике: Учеб. пособие для вузов/А.Г.Филиппов, А.М.Аужбикович, В.М.Немчинов и др.- М.:Энергоатомиздат, 1995. -368 с.
    
12. 
    Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - Спб.: Питер, 2005. - 604 с.
    
13. 
    Степанов А.В. Методы компьютерной обработки сигналов и систем радиосвязи / А.В. Степанов, С.А. Матвеев.– М.: СОЛОН-Прес. - 2003. – 208 с.
    

Рабочая программа составлена согласно ГОС специальности (направления):

направление подготовки дипломированного специалиста 654200 «Радиотехника», специальность 200700 «Радиотехника»

утвержденному в 2000_г., применительно к учебному плану специальности (направления), утвержденному ректором ВлГУ в 2000 .г.

Рабочую программу составил доцент Поздняков А.Д.

(должность, фамилия, и.о.)

Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры РТ и РС .

(наименование кафедры)

«____»_________________200 г., протокол №_____________

Зав. кафедрой О.Р.Никитин

Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании учебно-методической комиссии специальности (направления)_______________________________________

«________»_________________200___г., протокол №_____________.

Председатель учебно-методической комиссии _________________________

Программа переутверждена:
на____________учебный год, протокол №__________от ______________

Зав. кафедрой ____________________________

на____________учебный год, протокол №__________от ______________

Зав. кафедрой ____________________________

на____________учебный год, протокол №__________от ______________

Зав. кафедрой ____________________________
на____________учебный год, протокол №__________от ______________

Зав. кафедрой ____________________________
на____________учебный год, протокол №__________от ______________

Зав. кафедрой ____________________________
на____________учебный год, протокол №__________от ______________

Зав. кафедрой ____________________________
на____________учебный год, протокол №__________от ______________

Зав. кафедрой ____________________________
на____________учебный год, протокол №__________от ______________

Зав. кафедрой ____________________________