Добірка наукової літератури з теми "Аналогове моделювання"

В статті досліджено вплив параметра фільтра нижніх частот, частоти зрізу і порядку фільтра на вході аналого-цифрового перетворювача на основну похибку перетворення при обробці аналогових сигналів.Визначено, що при прийомі аналогового сигналу при перетворенні в цифровий код велике значення має його якісний прийом. У цьому випадку доречним є використання ФНЧ від низькочастотних шумів та інших перешкод, які вливають на його якість. Встановлено, що зниження частоти зрізу фільтра нижніх частот зменшує рівень адитивної складової похибки, але при цьому в деяких випадках також знижується стабільність роботи системи. Зазначено, що використання цифрового фільтра підвищує точність та швидкість перетворення аналогової інформації в цифровий код. Визначено, що процедура нормалізації сигналів передбачає повне або часткове усунення впливу перешкод при одночасній обробці інформаційної частини сигналу. Параметри фільтра та його характеристики залежать від місця включення фільтра по відношенню до комутаційного пристрою. Розглянуті сучасні високопродуктивні пристрої введення/виведення та цифрової обробки інформації, які конструктивно виконуються у вигляді модулів введення аналогової інформації для створення комплексів на базі персональних комп’ютерів або мікроконтролерів. Для моделювання прийому аналогового сигналу запропоновано використати блоки, програмні модулі та алгоритм роботи програмного елементу обробки аналогового сигналу з бібліотеки алгоритмічних елементів. Представлені результати моделювання цифрового фільтра. Для моделювання обрано перетворення сигналу від датчика напруги. Перетворення напруги в цифровий код здійснювалось для 12–розрядного АЦП. Значення параметра фільтра змінювалось в діапазоні від 0,3 до 1,0. Результати моделювання показують, що для якісного перетворення аналогового сигналу в цифровий код необхідна попередня нормалізація з подальшою цифровою фільтрацією.

Стаття присвячена дослідженню концепта «беседа» в цифрову епоху із застосуванням фреймово-дискурсивного моделювання. Метою статті є побудувати фреймову модель бесіди цифрової епохи (типової бесіди в соцмережах) шляхом зіставлення її зі спонтанною бесідою періоду доцифрового спілкування. Дослідження заґрунтоване на осмисленні 100 реакцій (50 від російськомовних і 50 від англомовних респондентів) на стимули «бесіда», «соцмережа», «інтернет», отриманих шляхом проведення кількафазного експерименту з асоціативним компонентом (визначення соцмереж, включно з аналоговим та за принципом примітивів). В статті узагальнено відомості про інтернет-спілкування, на відміну від реальної комунікації, та природу соцмереж. Фрейм концепту «бесіда цифрової епохи» схарактеризований за виокремленими іманентно об’єкту дослідження позиціями адресант, адресат, тема, характеристики комунікативного акту, структура повідомлення, час, простір, наслідки виконання/невиконання комунікативного акту.

Динаміка об’єктів з розподіленими параметрами описується диференціальними рівняннями в частинних похідних параболічного типу, які з крайовими умовами є мате- матичними моделями багатьох нестаціонарних нелінійних процесів. Математичними моделями тепломасопереносу є системи рівнянь параболічного типу з такими ж гранич- ними умовами. Усі реальні процеси, як правило, є нелінійними. Вибір оптимального методу розв’я- зання тієї або іншої задачі теорії поля і технічного засобу для її реалізацій є складним питанням. У наш час найбільше поширення при математичному моделюванні складних об’єк- тів з розподіленими параметрами одержали методи дискретизації математичної моделі шляхом просторово-тимчасового квантування. Представлення математичної моделі об’єктів з розподіленими параметрами системами звичайних диференціальних або алгебраїчних рівнянь дозволяє моделювати їх на аналогових і цифрових обчислю- вальних машинах. Можна прийняти, що час роботи циркуляційної системи обмежений часом досягнення температурним фронтом експлуатаційної свердловини. Проведеними дослідженнями [1] встановлено, що теплоприток від гірського масиву, що оточує шар, у реальних пласто- вих умовах не виявляє істотного впливу на час роботи циркуляційної системи в постій- ному температурному режимі. Тому в розрахунках теплопритоком нехтуємо. У добуванні геотермальної енергії має місце напірна фільтрація, при якій величина μ має значення порядку 10-6 м-2. У зв’язку з цим система виходить на стаціонарний режим за час, малий у порівнянні з часом її роботи. У статті пропонується метод моделювання руху температурного фронту з вико- ристанням диференціальної моделі з переходом до кінцево-різницевої. Після обчислення першого наближення значення швидкості руху холодної води це значення уточнюється з використанням ітерацій за різними параметрами моделі.

Штучний зсув повітряних мас (ШЗПМ), спричинений вивільненням великої кількості енергії в повітряному просторі, є аналогом природного зсуву вітру, але може бути набагато потужнішим. Штучний зсув повітряних мас розглядається як зсув вітру синусоїдального типу, описаного відповідною системою диференційних рівнянь зміни газодинамічних характеристик навколишнього середовища при потужних вибухах. Він може мати значний вплив на стійкість та керованість, зміну маневрових можливостей і траєкторії літального апарату. Мета статті – провести аналіз проведених досліджень формування ШЗПМ та моделювання цього явища в атмосфері з отриманням результатів зміни основних характеристик. Запропонована математична модель цього явища для дослідження впливу його на динаміку руху літального апарату дозволила провести чисельний експеримент. Це в подальшому дасть змогу відпрацювати рекомендації по зменшенню впливу штучного зсуву повітряних мас та запобіганню попадання в зони його рушійної дії. Можливе застосування цього явища для зменшення ефективності дій авіації противника.

Для ідентифікації поточного стану зношення долота в умовах інформаційної невизначеності запропоновано використовувати разом із розробленими підходами нейромережний класифікатор на основі гібридної нейромережі. Він складається з мережі Кохонена та нейромережі прямого поширення. Отримані результати моделювання роботи нейромережевого алгоритму дали змогу розробити структуру системи підтримки прийняття рішень для контролю технічного стану породоруйнівного інструменту у процесі буріння свердловини, яка технічно може бути реалізована на базі системи контролю і управління процесом буріння типу СКУБ-1М або її зарубіжних аналогів.

Продовжуючи проблематику [4], автори пропонують технологічний аспект вирішення розглянутої проблеми. У роботах, присвячених питанням розвитку творчих здібностей школярів [1], [2] В.О. Моляко виокремлює п’ять основних форм – стратегій – творчої інтелектуальної діяльності: 1) пошук аналогів (стратегія аналогізування); 2) комбінаторні дії (стратегія комбінування); 3) реконструктивні дії (стратегія реконструювання); 4) універсальна стратегія; 5) стратегія випадкових підстановок.Реалізується стратегія за допомогою конкретних дій, поєднання яких утворює певну мислительну тактику. Зокрема, серед найбільш уживаних мислительних тактик, що характеризують творчу діяльність, пов’язану з технічним конструюванням, В.О. Моляко виділяє п’ятнадцять різновидів [2, 59]. Для творчої діяльності, пов’язаної з комп’ютерним моделюванням, ми обмежилися вісьмома специфічними:1. Тактика інтерполяції, що передбачає включення до вже існуючої моделі деякого нового модуля, який відповідатиме «вакантній» функції. При цьому передбачається, що новий елемент, який належав деякій відомій моделі, підставляється в “тіло” нової моделі. Такими, зокрема, можуть бути деякі рівняння, записані у формі скінчених різниць.2. Відповідно тактика екстраполяції пов’язана із зовнішнім приєднанням того чи іншого елемента (модуля) до вже існуючої моделі. Наприклад, включення окремого модуля для візуалізації динаміки процесу. Ця тактика не виключає екстраполяцію у її традиційному розумінні – бажанні «зазирнути» за межі обумовлених у моделі меж для значень деяких її параметрів.Наступні пари тактик також заснована на протилежних діях.3. Тактика редукції спрямована на зменшення значень параметрів моделі.4. Тактика гіперболізації, навпаки, спрямована на збільшення цих значень. Так, при обчислювальному експерименті (за умови збереження стійкості моделі) інколи буває доцільним помітне збільшення або зменшення кроку приросту деякого параметра5. Тактика дублювання пов’язана з точним за призначенням використанням у новій моделі якогось модуля з раніше відомої моделі. Наприклад, у алгоритмі розв’язання задачі на моделювання руху зарядженої частинки в електростатичному полі можна використати фрагмент для побудови траєкторії із уже розв’язаної раніше задачі механіки, оскільки другий закон Ньютона справджується для сил будь-якої природи.6. Тактика модернізації спрямована на пристосування моделі до нових умов. Найчастіше така потреба виникає при вдосконаленні моделі шляхом уведення нових суттєвих факторів (чинників). Ця тактика повністю реалізується у нашій методичній системі, де для кожної задачі розглядаються кілька версій – від найпростішої до все більш складних, проте й більш адекватних.7. Тактика інтеграції відповідає побудові нової складної моделі з кількох уже відомих (або раніше створених). Найчастіше це має місце при створенні імітаційних моделей, де головний модуль забезпечує обмін інформацією між рештою модулів – елементів системи.8. Тактика диференціації спрямована на навмисне розчленування структур і функцій у модулях. Наприклад, якщо деякий модуль одночасно виконує декілька функцій, то його буває доцільно розділити на самостійні модулі, кожен із яких буде виконувати лише одну функцію. Найчастіше це підвищує «прозорість» загального алгоритму і сприяє запобіганню можливих помилок.Встановлено, що у школярів та студентів переважає стратегія пошуку аналогів, тоді як у професіональних дослідників – універсальні стратегії та стратегії комбінаторних дій. Переважно у школярів і у меншій мірі у студентів багато рішень приймаються без формування стратегії, точніше, вони демонструють стратегію випадкових підстановок. Професіонали при розв’язуванні нових задач, формуючи стратегію розв’язування, використовують багато тактик мислительних дій, найчастіше це використання має комбінаторний характер. Школярі ж і студенти реалізують значно вужчий діапазон тактик, особливо школярі, котрі в основному користуються тактикою дублювання [2, 62–63].

Для якісного навчання бойових обслуг радіолокаційних станцій радіотехнічних військ доцільно використовувати імітатори повітряно-завадової обстановки, яка була б максимально наближена до реальної. Запропоновано імітатор, модель нальоту в якому програмується в персональних електронно-обчислювальних машинах, а відображення обстановки здійснюється на штатних індикаторах кругового огляду радіолокаційних станцій. Для їх зв’язку з комп’ютером розроблені пристрої спряження, які здійснюють синхронізацію роботи та перетворення цифрової інформації у аналогову з подальшою передачею її на радіолокаційну станцію. Для створення повітряно-завадової обстановки використовується система оперативно-тактичних розрахунків та імітаційного моделювання бойових дій “Віраж-РД”. Пристрій спряження виконаний з використанням COTS-технологій на базі сімейства плат Arduino, що дає змогу зробити імітатор низьковартісним. Розроблений імітатор доцільно використовувати в якості тренажно-імітаційного комплексу при навчанні бойових обслуг радіолокаційних станцій.

У роботі розглянуто фотометричні, біосенсорні, електрохімічні глюкометри. Окремо наведено інсулінову помпу, як метод вимірювання рівня глюкози з можливістю дозованого введення необхідного інсуліну. Наведено схематичне зображення біосенсора ока людини, в який інтегровані аналого-цифровий перетворювач, що перетворює електрохімічні сигнали в цифрові дані, та передавач, який може передавати дані по безпровідній мережі на мобільні пристрої. Запропоновано підхід до розробки кіберфізичної біосенсорної системи для вимірювання рівня глюкози. Наведено функціональну схему кіберфізичної системи для визначення рівня глюкози. В якості результатів чисельного моделювання представлено флуоресціюючі пікселі для проміжного оцінювання рівня глюкози.

Цілі дослідження: визначення особливостей процесу розробки, встановлення, налаштування та використання фільтру SageMath для системи підтримки навчання Moodle. Завдання дослідження: обґрунтувати доцільність використання системи Moodle як засобу підтримки процесу формування у майбутніх бакалаврів електромеханіки компетентностей з моделювання технічних об’єктів; проаналізувати існуючі засоби підтримки діяльності з моделювання технічних об’єктів та визначити шляхи їх інтеграції з системою Moodle; описати структуру та особливості програмної реалізації нового фільтру SageMath для системи Moodle; надати рекомендації з встановлення та налаштування розробленого фільтру; навести приклади використання. Об’єкт дослідження: інтеграція систем комп’ютерної математики та систем підтримки навчання. Предмет дослідження: процес розробки текстового фільтру системи підтримки навчання Moodle для опрацювання команд системи комп’ютерної математики SageMath. Використані методи дослідження: аналіз державних освітніх стандартів та існуючих аналогів розробки, процес програмної інженерії. Результати дослідження. Розроблений фільтр SageMath надає можливість виконувати код Sage на зовнішньому загальнодоступному сервері SageMathCell, відображати результати виконання на сторінках Moodle без їх перезавантаження за технологією AJAX, є стійким до XSS-атак та готовим для використання у системі Moodle. Основні висновки і рекомендації: Перспективним напрямом розвитку середовища навчання бакалаврів електромеханіки є інтеграція системи підтримки навчання Moodle та системи комп’ютерної математики SageMath. Ефективним засобом убудування моделей системи комп’ютерної математики SageMath у систему Moodle є текстовий фільтр, процес програмної інженерії якого подано у статті. Перспективним напрямом подальших досліджень є використання розробленого фільтру у процесі формування компетентностей бакалаврів електромеханіки з моделювання технічних об’єктів шляхом вбудовування в навчальні курси, розміщені у системі підтримки навчання Moodle, інтерактивних лабораторних робіт, описаних мовою Sage.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

Магістерська дисертація складається з пояснювальної записки та графічного матеріалу. Пояснювальна записка містить у собі 188 сторінках машинописного тексту формату А4, містить 94 рисунків та 24 таблиць, 20 джерел використаної літератури. Графічна частина складається з 9 аркушів технічних креслень у форматі А1. В дисертації розглянуто і запропоновано варіант удосконалення універсального лабораторного стенду УРМЕС-2М, розроблено та проведено цикл лабораторних робіт за допомогою програмного комплексу Matlab та проведено моделювання монтажної плати електронно-цифрового генератора, розроблено стартап-проект, розглянуто та пораховано релейний захист шунтувального реактору, розглянуто питання охорони праці при використанні лабораторного стенду.
The master's dіssertatіon consіsts of an explanatory note and graphіc materіal. The explanatory note contaіns 188 pages of typewrіtten A4 text, contaіns 94 fіgures and 24 tables, 20 sources of used lіterature. Graphіc part consіsts of 9 pіeces of technіcal drawіngs іn the format A1. Іn the dіssertatіon the varіant of perfectіon of the unіversal laboratory stand URMES-2M was consіdered and proposed, the cycle of laboratory works was developed and conducted wіth the help of the Matlab software package and the sіmulatіon of the electronіc-dіgіtal generator cіrcuіt board was carrіed out, a startup project has been developed, a relay protection for the shunt reactor has been considered and taken into account, the issues of labor protection with the use of a laboratory stand are considered.

В кваліфікаційній роботі магістра розглянуто питання імітаційного моделювання аналогових сигналів для тестування радіоелектронних систем. Розглянуто етапи та типи тестування радіоелектронної техніки, зокрема функціональне тестування. Встановлено необхідність розроблення тестових сигналів із заданими параметрами та характеристиками. Проаналізовано особливості імітаційного моделювання, вимоги та характеристики. Проведено імітацію амплітудномодульованих, фазо-модульованих сигналів та голосових сигналів для тестування систем прийому-передачі даних і контролю доступу чи ідентифікації користувачів.
In the qualification work of the master the question of simulation modeling of analog signals for testing of electronic systems is considered. Stages and types of testing of electronic equipment, in particular functional testing, are considered. The necessity of development of test signals with the set parameters and characteristics is established. Features of simulation modeling, requirements and characteristics are analyzed. Simulation of amplitude-modulated, phase-modulated signals and voice signals for testing of data-reception systems and control of access or identification of users is carried out.
ВСТУП 7 РОЗДІЛ 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 9 1.1. Задача тестування радіотехнічних систем 9 1.2. Поняття сигналу 20 1.3. Аналогові та дискредні сигнали 24 1.4. Формування вибірок 26 1.5. Цифрове представлення сигналів 34 1.6 Висновки до розділу 1 40 РОЗДІЛ 2. ОСНОВНА ЧАСТИНА 42 2.1 Поняття імітаційного моделювання 42 2.2. Види імітаційних моделей 43 2.3. Оцінка якості імітаційної моделі 46 2.4 Висновки до розділу 2 49 РОЗДІЛ 3. НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 50 3.1. Загальна інформація про MATLAB 50 3.2. SIMULINK 52 3.3. Результати імітаційного моделювання 52 3.4. Висновки до розділу 3 65 РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 67 4.1 Охорона праці 67 4.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях 69 4.3 Висновки до розділу 3 75 ВИСНОВКИ 76 ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 78 ДОДАТКИ