Учебная программа Дисциплины 02 «Автоматизация измерений в квантовой электронике» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний Новгород 2011 г icon

Учебная программа Дисциплины 02 «Автоматизация измерений в квантовой электронике» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний Новгород 2011 г


Смотрите также:
Учебная программа Дисциплины р14 «Методы радиофизических измерений» по направлению 011800...
Учебная программа Дисциплины 04 «Физика твердотельных лазеров» по направлению 011800...
Учебная программа Дисциплины б4 «Электродинамика» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний...
Учебная программа Дисциплины б3 «Квантовая механика» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний...
Учебная программа Дисциплины б7 «Аналитическая геометрия» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины 01 «Электродинамика высокочастотных и оптических разрядов» по...
Учебная программа Дисциплины 06 «Введение в радиоастрономию» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины р11 «Физика твердого тела» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины 08 «Физические основы полупроводниковых лазеров» по направлению...
Учебная программа Дисциплины б7 «Физика сплошных сред» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины 03 «Компьютерные методы анализа электрических цепей» по направлению...
Учебная программа Дисциплины 04 «Физика лазеров» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний...



Загрузка...
скачать


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»


Радиофизический факультет

Кафедра квантовой радиофизики


УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета


____________________Якимов А.В.

«18» мая 2011 г.


Учебная программа


Дисциплины М2.В5.02 «Автоматизация измерений в квантовой электронике»


по направлению 011800 «Радиофизика»


Нижний Новгород

2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины

Содержание дисциплины направлено на подготовку студентов магистратуры, специализирующихся по магистерской программе «Квантовая радиофизика и лазерная физика».

Она базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах математического анализа, дифференциальных уравнений, теории вероятностей, квантовой электроники. В лекционном курсе рассматриваются основы техники моделирования в среде «LabVIEW» и современные методы спектрального анализа и обработки сигналов.

Цель курса - сформировать у студентов современное представление о возможностях пакета программ «LabVIEW» при проведении экспериментальных исследований различных систем оптической и квантовой электроники.

Особое внимание уделяется изучению алгоритмов моделирования систем регистрации лазерного излучения и проведению на основе средств «LabVIEW» всестороннего спектрально-корреляционного анализа экспериментальных данных.


2. ^ Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина «Автоматизация измерений в квантовой электронике» относится к дисциплинам по выбору студента вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика».


3. ^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

  • способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, защиты государственной тайны (ОК-l0);

  • способность к свободному владению знаниями фундаментальных разделов физики и радиофизики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своим профилем подготовки) (ПК-1);

  • способность к свободному владению профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, использованию современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-2);

  • способность использовать в своей научно-исследовательской деятельности знание современных проблем и новейших достижений физики и радиофизики (ПК-3);

  • способность самостоятельно ставить научные задачи в области физики и радиофизики (в соответствии с профилем подготовки) и решать их с использованием современного оборудования и новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-4).


В результате изучения студенты должны:

Знать

  • Основы теории измерения сигналов.

  • Принципы программирования в среде LabVIEW.

  • Технику измерения параметров лазерного излучения.

Уметь

  • Создавать программы в среде LabVIEW.

  • Моделировать системы регистрации лазерного излучения

  • Подключать датчики к системам сбора данных.


4.Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.


Виды учебной работы

Всего часов

Семестры

^ Общая трудоемкость дисциплины

72

11

Аудиторные занятия

32

32

Лекции

32

32

Практические занятия (ПЗ)

0

0

Семинары (С)

0

0

Лабораторные работы (ЛР)

0

0

Другие виды аудиторных занятий

0

0

Самостоятельная работа

40

40

Курсовой проект (работа)

0

0

Расчетно-графическая работа

0

0

Реферат

0

0

Другие виды самостоятельной работы

0

0

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

зачет

зачет


5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий


№п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ (или С)

ЛР

1

Введение в “LabView”

2







2

Создание виртуальных приборов

4







3

Структуры “LabView”

4







4

Сбор данных

4







5

Дополнительные возможности “LabView”

4







6

Аналогово-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов

4







7

Обзор аппаратных средств National Instruments.

4







8

Моделирование и обработка сигналов

6








5.2. Содержание разделов дисциплины


1. Введение в LabVIEW.

Программная среда LabVIEW. Понятие виртуальных приборов. Последовательность обработки данных. Организация программной среды LabVIEW (окна, меню, инструменты). Справочная система LabVIEW и учебные пособия.


^ 2. Создание виртуального прибора (ВП).

Компоненты ВП. Создание ВП. Типы данных и проводники данных. Редактирование ВП. Отладка ВП. Создание подпрограмм ВП. Подпрограмма ВП. Создание иконки ВП и настройка соединительной панели. Использование ВП в качестве ВПП. Преобразование экспресс ВП в ВПП. Преобразование выделенной секции блок-диаграммы в ВПП. Многократные повторения и циклы. Цикл по условию. Цикл с фиксированным числом итераций. Сдвиговые регистры. Контекстное меню числовых элементов управления/индикаторов. Массивы данных. Понятие массива. Создание массива вручную и с помощью циклов. Функции работы с массивами. Кластеры. Функции работы с кластерами. Кластеры ошибок. Графическое отображение данных. Развертка осциллограмм как средство отображения потока данных. Отображение массивов данных на графике осциллограмм и двухкоординатном графике. Панели управления графиком. График интенсивности.


^ 3. Структуры LabVIEW.

Структура варианта. Функция выбора. Узел «Формула». Структуры LabVIEW. Структура последовательности. Строки и простейшие операции ввода/вывода в файл. Строковые элементы управления и индикаторы. Некоторые функции обработки строк. ВП записи/считывания из файлов верхнего и промежуточного уровня. Обзор средств LabVIEW для обработки научных данных – Diadem, линейная алгебра, ОДУ, спектральный анализ, аппроксимация, интер- и экстраполяция.


^ 4. Сбор данных.

Возможности сбора данных, предоставляемые аппаратными средствами компании NI. Структура сбора данных в LabVIEW. Проводник по средствам измерений и автоматизации MAX. NI-DAQ и NI-DAQmx. Помощник по сбору данных. Получение и генерация аналоговых сигналов. Ввод и вывод цифровых сигналов. Применение счетчиков. Управление измерительными приборами GPIB. Взаимодействие посредством последовательного и параллельного портов. Использование драйвера прибора.


^ 5. Дополнительные возможности LabVIEW.

Настройка ВП и LabVIEW. Локальные переменные. Работа со звуковой платой. Передача данных посредством локальной сети и Интернета.


^ 6. Аналогово-цифровое и цифро-аналоговое преобразования сигналов.

Дискретизация (квантование) аналоговых сигналов, теорема Котельникова. Кодирование данных в цифровых системах. Разновидности АЦП и ЦАП, области их применения. Организация обмена данными между цифровыми преобразователями и компьютером. Датчики и их согласование с платами сбора данных.


^ 7. Обзор аппаратных средств National Instruments.

Модули. Модульные системы (PXI, SCXI, Field Point). Встраиваемые платы ввода/вывода. Системы реального времени.


8. Моделирование и обработка сигналов.

Обзор палитры «Анализ». Генерация сигналов в «реальном времени» с помощью Waveform generation (тип данных “WDT”). Подпалитра «Обработка сигналов» (“Signal processing”). Генерация с помощью “Signal generation” (тип данных “array”). Операции во временной и частотных областях (“Time domain”, “Frequency domain”). ДФП действительных и комплексных сигналов. Спектрально-корелляционный анализ. Определение статистических характеристик. Свертка и фильтрация. Моделирование шума с заданным спектром. Обнаружение сигналов. Измерение доплеровского смещения частоты. Ввод аналоговых сигналов. Фильтры защиты от наложения спектров. Использование ВП DAQmx Read. Одноточечный сбор данных. Буферизированный сбор данных. Сбор данных с использованием триггера. Генерация аналоговых сигналов. Архитектура вывода аналоговых сигналов. Знакомство с виртуальными приборами аналогового вывода. Выполнение одноточечного аналогового вывода. Непрерывная генерация аналогового сигнала. Буферизированный аналоговый вывод. Непрерывный буферизированный аналоговый вывод. Триггеры в операциях аналогового вывода. Дискретный Ввод/Вывод. Терминология дискретного ввода/вывода. Виртуальные приборы для дискретного ввода/вывода. Цифровые триггеры. Счетчики. Подсчет фронтов. Генерация импульсов. Измерение параметров импульсов. Измерение частоты.


6. Лабораторный практикум.

Не предусмотрен.


7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1. Рекомендуемая литература.

а) основная литература:

  1. Учебный курс. Системы сбора данных. National Instruments. 2005.

  2. Дж. Тревис. LabVIEW для всех. ДМК пресс, Приборкомплект, 2005, 544 стр.


8. Вопросы для контроля

1. Принципы программирования в среде LabVIEW.

2. Структуры программирования LabVIEW.

3. Функции математического и статистического анализа.

4. Особенности написания программ для сбора и генерации данных.

5. Сохранение данных в файлы различных типов – двоичные и текстовые.

6. Передача данных по сети и удаленное управление виртуальным прибором.

7. Создание самостоятельных исполняемых файлов.

8. Моделирование сигналов в среде LabVIEW.

9. Обработка сигналов в среде LabVIEW.

10. Возможности визуального представления полученных результатов и генерация отчетов.


9. Критерии оценок


Зачтено

В целом хорошая подготовка с незначительными ошибками

Не зачтено

Необходима дополнительная подготовка для успешной сдачи зачета


10. ^ Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки

Не предусмотрена.


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 011800 «Радиофизика».


Автор программы _________________ Шарков В.В.


Программа рассмотрена на заседании кафедры 31 января 2011 г. протокол № 01-11


Заведующий кафедрой ___________________ Андронов А.А.


Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года

протокол № 05/10


Председатель методической комиссии _________________ Мануилов В.Н.






Скачать 98.04 Kb.
оставить комментарий
Дата22.09.2012
Размер98.04 Kb.
ТипПрограмма дисциплины, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх