Лекции по СС на доц. Веска Георгиева от ТУ-София

Готов протокол от лабораторно упражнение, в който има и трите части, които обикновено се искат: теория, изпълнено задание със симулационни резултати и изводи. Протокол по дисциплината сигнали и системи върху изследването на сигнали с амплитудна модулация. Материалът е оформен по приетия образец, с титулна част и с ясно разграничени раздели. Точно това оформление го прави удобен за ориентир при писане на собствен протокол. Първата част е теоретична и започва от самото понятие: какво представлява модулацията, какво я осъществява и в кои случаи се прилага този вид модулация, с конкретни примери за приложението ѝ в практиката. След това теорията преминава към математическото описание. Зададени са законите, по които се изменят модулиращият и носещият сигнал, изведен е изразът за обвиващата крива, а оттам и пълният аналитичен израз на модулираното трептение с въвеждането на основния параметър, който го характеризира, заедно с границите на изменението му и с условието, при което настъпва нежелано явление. Накрая е получен и честотният спектър, като е показано кое тригонометрично равенство се използва при преобразуването и какви съставки се получават в резултат. Втората част е самото задание и съдържа три отделни точки. Първата изисква симулиране на процеса при подходящо избрани параметри и конкретна стойност на параметъра на модулация. Втората се отнася до нежелания режим, а третата до обратния процес при разновидността на модулацията, при която една от спектралните съставки е премахната. Към изпълнението на заданието са приложени осем изображения. Сред тях има симулационни схеми, изградени от блокове за генериране на сигнали, умножение, филтриране, буфериране и спектрален анализ, както и екранни снимки с графики от осцилоскопа, на които едновременно са показани по няколко сигнала: модулиращият, носещият, полученият модулиран сигнал и резултатът след обработката. Така всяка точка от заданието е онагледена и със схемата, и с получените резултати. Третата част са изводите, формулирани в четири точки. Те се отнасят до енергийния недостатък на този вид модулация и причината за него, до съотношението между простотата на реализацията и устойчивостта, до начина, по който загубите се намаляват чрез премахване на една съставка от спектъра, и до характеристиката на заеманата честотна лента. За преподавателя: готов пример за това как се оформя протокол по темата и какво се очаква във всяка част. Схемите се използват при обяснение на блоковете, а графиките се сравняват с получените от студентите резултати. За студента: цялата нужна теория за упражнението, заедно с изпълнено задание и с формулирани изводи. Подходящ при подготовка за самото упражнение, при оформяне на собствен протокол, при подготовка за защита и за преговор преди изпит. Теорията, схемите и графиките на едно място. Остава само да се разбере какво показва всяка от тях.

Протокол, в който двата вида ъглова модулация са разгледани едновременно: първо математически, после симулационно и накрая през изводите, които следват от резултатите. Протокол по дисциплината сигнали и системи върху изследването на ъглово-модулирани сигнали. Материалът е оформен по приетия образец, с титулна част и с три ясно разделени раздела. Именно тази подредба го прави удобен за ориентир при оформяне на собствен протокол. Теоретичната част започва с общото определение за ъглова модулация и с израза, който я описва, с обяснение на всяко означение в него. Оттам тя се разклонява в две посоки. Първата разглежда честотната модулация: как се изменя честотата на носещото трептение в зависимост от управляващия сигнал, как се получава фазовият ъгъл на модулираното трептение и как се въвежда индексът на модулация, при което е посочена и зависимостта му от честотата на управляващия сигнал. Накрая е даден изразът на самия сигнал. Втората посока е фазовата модулация, представена по същата схема, с което разликата между двата вида става напълно видима още в теорията. Заданието съдържа две точки. Първата изисква симулиране на честотна модулация при хармоничен модулиращ сигнал за три различни случая, зададени чрез стойността на индекса на модулация, и изследване на процесите както във времевата, така и в честотната област. Третият случай е особено интересен, защото при него спектърът изглежда съвсем различно от очакваното. Втората точка е за фазова модулация, но вече при правоъгълен модулиращ сигнал. Приложени са осем изображения. Сред тях е симулационната схема с блоковете, чрез които се реализира модулацията, включително интегриращ блок, тригонометрична функция, диференциращ блок, филтър и спектрален анализатор. Останалите са екранни снимки с резултатите. Във времевата област графиките показват едновременно модулиращия сигнал, носещото трептение, полученото модулирано трептение, при което ясно се вижда сгъстяването и разреждането на трептенията, и сигнала след обработката. Особено ценни са спектрограмите. На тях се вижда как при различните стойности на индекса на модулация броят и разпределението на страничните съставки се променят напълно, което онагледява едно от основните твърдения в изводите. Отделна графика показва и поведението при правоъгълен модулиращ сигнал. Изводите са формулирани в шест точки и обхващат предимствата на този вид модулация спрямо амплитудната, независимостта на един от параметрите от честотата на управляващия сигнал, устройството на спектъра и произтичащото от него тежко изискване към канала за връзка, поведението при много малки стойности на индекса, зависимостта на амплитудите на съставките и накрая причината този вид модулация да се използва само в определен вълнов обхват. За преподавателя: готов пример за оформяне на протокол по темата. Схемата се използва при обяснение на блоковете, а трите спектрограми се сравняват и обсъждат като отделна задача. За студента: цялата теория, нужна за упражнението, с изпълнено задание и с готови изводи. Подходящ при подготовка за самото упражнение, при оформяне на собствен протокол, при подготовка за защита и за преговор преди изпит.

Тринадесет отделни разработки в един архив – всяка по един въпрос от конспекта, всяка в два формата: готов за печат и редактируем. Комплект, който покрива наведнъж значителна част от подготовката за изпит. Материалът покрива основната част от курса по сигнали и системи и е удобен точно с това: не е един дълъг текст, а комплект самостоятелни единици, всяка от които се отваря и учи поотделно. Първата група обхваща математическия апарат. Тук са ортогоналните сигнали и обобщеният ред на Фурие; апроксимирането на периодичен сигнал чрез тригонометричен ред заедно с равенството на Парсевал; комплексната форма на реда на Фурие и спектърът на непериодичен сигнал. Три разработки, които подготвят всичко следващо. Втората група е върху характеристиките на сигналите. В нея влизат корелационните функции и техните свойства – най-обширната разработка в комплекта; взаимната спектрална плътност заедно с теоремата на Релей; връзката между корелационната функция и енергийния спектър; динамичното представяне на сигналите и конволюцията. Третата и най-голяма група е посветена на модулациите. Амплитудната модулация е разгледана в две отделни разработки – спектри на сигналите и енергийни съотношения с разновидностите. Следват ъгловата модулация със спектрите на сигналите и цял блок върху импулсните модулации: амплитудно-импулсна; фазово-импулсна, честотно-импулсна и широчинно-импулсна в общ файл; и накрая импулсно-кодовата заедно с делта модулацията. Устройството на отделните разработки е еднакво и това улеснява ученето. Всяка започва с точката „Същност на процеса“ или с определение, продължава с номерирани подточки, а изложението е наситено с изведени формули и с обяснения какво означава всяка величина. На места са включени графики и времедиаграми. Обемът на отделните файлове е между една и пет страници според сложността на въпроса, така че по-кратките се преговарят за минути, а по-обширните вършат работа като пълен отговор на изпит. Наличието на двата формата е практическо предимство. Файловете за печат се разпечатват направо, а редактируемите позволяват добавяне на бележки от лекциите, преномериране или обединяване на няколко въпроса в общ конспект. Студентът получава подреден комплект, който покрива тринадесет изпитни въпроса и спестява преписването на чужди записки. Разработките се учат и поединично, според това кой въпрос предстои. Преподавателят получава готов набор от кратки изложения, годни за раздаване към упражненията или за основа на семинарно занятие, а еднаквото им устройство улеснява съпоставянето между отделните теми.

Протокол от лабораторно упражнение, в който теорията е сведена до същественото, а експериментът завършва с нещо приложно: откриване на неизвестно закъснение на сигнал в шум. Протокол по дисциплината Сигнали и системи върху корелационния анализ на сигналите. Структура Четири части, следващи обичайната за протокол последователност: теория, задание, експеримент, изводи. Обемът е премерен и документът се чете наведнъж, без да се губи нищо съществено. Теоретичната част Започва от приложението, а не от определението, и това е добро решение. Обяснено е в какви случаи се използва корелацията между два сигнала и защо тя е незаменима тъкмо тогава, когато сигналите са слаби или потънали в смущения. Чак след това идва определението какво изразяват корелационните функции. Следва разграничението между двата вида функции, всяка разгледана отделно. При първата е обяснено какво точно показва тя, приведени са изразите за периодичен и за непериодичен сигнал, обяснено е значението на параметъра за изместване и са изведени две нейни свойства: четността и къде се намира максималната стойност. При втората отново са дадени двата израза, но акцентът е върху различията спрямо първата: защо тя не е задължително четна, защо максимумът ѝ може да не е там, където се очаква, от какво зависи той и какво се случва при размяна на местата на двата сигнала. Това съпоставяне е най-полезната част от теорията, защото точно тези разлики обикновено се бъркат. Заданието и експерименталната част Задачите са две. Първата изисква съставяне на симулационни модели и експериментално изследване на автокорелационната функция на два различни сигнала: правоъгълен и бял гаусов шум. Изборът е сполучлив, защото двата случая дават напълно различни резултати и разликата между тях се вижда веднага. Втората задача е приложна и най-интересна: съставяне на модел за определяне на неизвестно закъснение на известен по форма сигнал при наличие на шум. Именно това е практическият смисъл на целия корелационен анализ и обикновено заради този пример темата се запомня. Включени са единадесет изображения: схемите на моделите и получените резултати. Те са разположени на мястото на съответната задача, така че всеки резултат се разглежда заедно с модела, от който е получен. Изводите Три на брой, формулирани кратко. Обхващат какво показва корелационната функция, какво ограничение има автокорелационната функция по отношение на енергията на сигнала и нейните свойства, както и какво се получава при два напълно независими сигнала. За учащия: готов образец за оформяне на протокол, с теория, модели, резултати и изводи. Подходящ за подготовка на собствен протокол, за преговор преди защита на упражнението, за подготовка за изпит и за самопроверка. За преподавателя: пример за стегнато написан протокол, по който се вижда какво се изисква в теоретичната част и докъде стига тя. Съпоставката между двете функции се раздава като таблица за попълване.

Готов протокол от лабораторно упражнение, оформен точно както се изисква: теория, задание, симулационни модели, снимки на резултатите, изводи и решена задача накрая. Протокол по дисциплината Сигнали и системи върху спектралния анализ на периодични сигнали. Какво съдържа Пет части, подредени в обичайната за протокол последователност. Първата е теоретична. В нея е дадено условието, по което един сигнал се определя като периодичен, уточнено е какво представляват периодичните импулси и при какво съотношение между две величини се говори за тях. След това е изведено най-важното: при какви условия произволен периодичен сигнал може да бъде представен като сума от безкраен брой синусоиди и косинусоиди. Приведени са пълната и кратката тригонометрична форма на реда на Фурие, заедно с формулите за всички коефициенти и за основната честота. Накрая са въведени понятията спектър на амплитудите, спектър на фазите и спектрална диаграма. Втората част е заданието, разделено на две. Първата задача изисква съставяне на симулационни модели за три различни тестови сигнала: трионообразен, правоъгълни импулси и хармонично колебание. Втората изисква експериментално изследване на амплитудно-честотния спектър при промяна на един параметър. Третата част е експерименталната. Тук са включени самите симулационни модели и получените спектрални диаграми, като изследването е направено при две различни стойности на изследвания параметър, което позволява резултатите да се съпоставят пряко и изводът да се види с очи, а не само да се прочете. Четвъртата част са изводите, три на брой, формулирани кратко и ясно. Те обхващат разпределението на мощността по честоти, зависимостта между параметъра и броя на нулираните съставки, както и поведението на двата спектъра при преместване на сигнала по двете оси. Петата част е задача с теоретично определяне на спектъра на единия от сигналите, с конкретни числени стойности и със скициране на спектралните диаграми. Показан е целият ход на пресмятането, включително изразът за сигнала и изчисляването на коефициентите. Какво го прави полезен Пълнотата. Протоколът не е само теория и не е само резултати, а съдържа и двете, плюс самостоятелно решена задача. По него се вижда как се оформя такъв документ от начало до край, включително заглавната част с данните на упражнението. Теоретичната част е написана стегнато: всичко необходимо е изложено, без преписване на цели страници от учебника. Присъстват и петнадесет изображения: схемите на моделите и получените графики. Именно те обикновено отнемат най-много време при изготвянето на протокол. За учащия: готов образец за оформяне на протокол от лабораторно упражнение, с теория, модели, резултати и изводи. Подходящ за подготовка на собствен протокол, за преговор преди защита на упражнението, за подготовка за изпит и за самопроверка. За преподавателя: пример за пълно и коректно оформен протокол, който се използва като ориентир при проверка. Теория, симулация и изводи в един документ. Остава само да се прочете и разбере.

Цяла курсова работа с всичките ѝ части: текстовият анализ, двете схеми в чертожен формат и двата списъка с елементи, оформени по стандарт. Точно комплектът, който се предава. Първа курсова работа по проектиране на електронна апаратура върху изделието кодова брава. Какво съдържа комплектът Седем файла, от които четири са основните части на разработката, а останалите са изходните файлове на схемите. Инженерният анализ е текстовата част. Той е построен по методиката за анализ на техническо изделие и съдържа пет раздела. Първият определя главната функция и изброява единадесет основни функции, като при всяка е обяснено какво точно прави съответният блок. Това по същество е описание на цялата структурна схема с думи. Вторият разглежда вариантите на изделието по три признака: различна реализация на функциите чрез други елементи, различни реални устройства за една и съща функция, с посочени номера на вариантите, и различно взаимно разположение на съставните части. Третият и четвъртият раздел прилагат похвати за търсене на нови приложения и нови функции. Тук работата излиза извън чисто техническото и разглежда къде другаде изделието може да се използва, какви допълнителни функции може да изпълнява, какви са недостатъците му и как би се съчетало с други устройства от околната среда. Тази част обикновено затруднява най-много, а тук е разработена докрай. Петият раздел описва деветте етапа при проектирането на електронно устройство и обяснява какво място заема схемата сред тях. Схемите Две на брой, и двете във формат за чертеж, с рамка и основен надпис по стандарт. Първата е принципната електрическа схема на самото изделие. По нея се виждат сензорните прекъсвачи, тригерите, логическите елементи, звуковият генератор, усилвателят, електронният ключ, стабилизаторът и захранващата част с трансформатор и мостов изправител. Втората е логическа схема по зададен вариант, изградена от елементи от една серия, с номерирани входове и изходи. И двете схеми са приложени и като изходни файлове за програмата, в която са чертани, тоест могат да бъдат отворени и променяни, а не само разглеждани. Списъците Два, с различно предназначение. Първият е пълен списък на елементите по стандарт, на два листа, с означения в схемата, точни наименования по каталог, количества и номера на стандартите. Вторият е кратък списък на интегралните схеми за логическата схема, по вид, брой и позиционни означения. За учащия: готов комплект, по който се вижда какво точно се иска при такава разработка и как се оформя всяка част. Подходящ за подготовка на собствена курсова работа, за ориентиране в начина на означаване на елементите, за попълване на основния надпис и за преглед преди защита. За преподавателя: пример за цялостно оформена разработка, по която лесно се проверява дали са изпълнени всички изисквания. Разделът с вариантите и новите функции се използва като образец при обясняване на самата методика.