.RU

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




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:


В результате изучения студенты должны:

Знать

Уметь


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.



teoreticheskij-material-metodicheskie-ukazaniya-i-varianti-zadanij-k-vipolneniyu-laboratornih-rabot-po-discipline.html
teoreticheskij-vopros-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-zemelnoe-pravo-dlya-specialnostinapravleniya.html
teoreticheskoe-i-eksperimentalnoe-izuchenie-prirodi-himicheskoj-svyazi-i-mehanizmov-vazhnejshih-himicheskih-reakcij-i-processov.html
teoreticheskoe-issledovanie-garyaev-p-p-volnovoj-geneticheskij-kod.html
teoreticheskoe-obosnovanie-i-eksperimentalnie-predposilki-eksperimenta.html
teoreticheskoe-obosnovanie-metodicheskie-ukazaniya-i-zadaniya-k-kontrolnoj-rabote-dlya-studentov-zaochnikov-ssuz-po.html
  • write.largereferat.info/glava-22-vlast-i-slava-ii-franciya-germaniya-i-avstriya-vtoraya-polovina-xvii-nachalo-xviii-veka.html
  • predmet.largereferat.info/russko-polskie-kulturnie-svyazi-xvii-v-platonovskie-chteniya-materiali-xiii-vserossijskoj-konferencii-molodih.html
  • klass.largereferat.info/5-vliyanie-dvizheniya-kapitalov-na-platezhnij-balans-tema-mirovaya-ekonomika-i-meo-3.html
  • otsenki.largereferat.info/rozmarin-rozmarinus-officinalis-narchnik-po-aromatoterapiya-rumyana-denkova-veselin-denkov.html
  • kontrolnaya.largereferat.info/rasskazano-shri-satya-sai-baboj.html
  • urok.largereferat.info/prikaz-ot-200-g-rabochaya-programma-pedagoga-volchenko-svetlana-nikolaevna-vtoraya-kval-kategoriya-f-i-o-kategoriya.html
  • turn.largereferat.info/otchet-po-oznakomitelnoj-praktike-oao-rosgosstrah.html
  • lecture.largereferat.info/aleksej-zemlyanskij-master.html
  • lecture.largereferat.info/58-silovie-kabelnie-linii-pravila-tehnicheskoj-ekspluatacii-elektricheskih-stancij-i-setej-rossijskoj-federacii.html
  • university.largereferat.info/fenomenologiya-tanatoterapii.html
  • desk.largereferat.info/perednyaya-podveska-avtomobilya-gaz-53a-l1450-mm-chast-5.html
  • institut.largereferat.info/statisticheskoe-izuchenie-vzaimosvyazi-socialno-ekonomicheskih-yavlenij-i-processov.html
  • paragraf.largereferat.info/vozrast-na-moment-podpisaniya-stranica-13.html
  • uchebnik.largereferat.info/vostochno-sibirskij-ekonomicheskij-rajon.html
  • institut.largereferat.info/tematicheskoe-planirovanie-matematika-5-klass-2010-2011-u-g-punkt-uchebnika.html
  • kolledzh.largereferat.info/analiz-upominaemosti-v-smi-romir-i-konkurentov-obzor-smi-za-07-iyunya-2010-god.html
  • uchenik.largereferat.info/individualno-prisposobitelnaya-deyatelnost-zhivotnih-associativnoe-obuchenie-kognitivnie-processi-chast-4.html
  • report.largereferat.info/iz-istorii-obrazovaniya-obrazovanie-v-sibiri.html
  • shkola.largereferat.info/otchet-o-rezultatah-samoobsledovaniya-specialnosti-230203-stranica-12.html
  • upbringing.largereferat.info/lyubereckij-municipalnij-rajon.html
  • portfolio.largereferat.info/pererabotka-othodov-s-pomoshyu-shvedov-krivoj-rog-nadeetsya-poluchat-energiyu-iz-othodovugmkinfo.html
  • knowledge.largereferat.info/na-trassah-organizovani-punkti-obogreva-internet-resurs-vladnovostiru-13022012.html
  • tasks.largereferat.info/1-programma-fakultativnogo-kursa-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-srednego-polnogo-obshego-obrazovaniya.html
  • knowledge.largereferat.info/n-s-lyamova-na-rasshirennom-zasedanii-kollegii-ministerstva-transporta-rossijskoj-federacii.html
  • doklad.largereferat.info/urok-prosheniya-issledovanie-kosmicheskogo-soznaniya-moya-pervaya-vstrecha-s-lsd.html
  • turn.largereferat.info/otchet-o-samoobsledovanii-osnovnoj-obrazovatelnoj-programmi-po-napravleniyu-190500-ekspluataciya-transportnih-sredstv-stranica-2.html
  • college.largereferat.info/-pesni-na-urokah-anglijskogo-yazika.html
  • uchenik.largereferat.info/hirurgicheskie-instrumenti-klassifikaciya-hirurgicheskih-instrumentov-instrumenti-obshego-naznachen.html
  • report.largereferat.info/ii-rekomenduemaya-literatura-i-poyasnitelnaya-zapiska-4-ii-rekomenduemaya-literatura-4.html
  • literatura.largereferat.info/sabati-tairibi-abaj-nanbajli-ilim-tappaj-matanba.html
  • university.largereferat.info/glava-viii-slava-russkomu-oruzhiyu-prof-e-messner-luckij-proriv-vseslavyanskoe-izdatelstvo.html
  • abstract.largereferat.info/32-soderzhanie-obucheniya-po-professionalnomu-modulyu-pm-mediko-socialnaya-deyatelnost.html
  • teacher.largereferat.info/glava-50-kniga-sledi-bogov.html
  • exchangerate.largereferat.info/konkurentnie-otnosheniya-na-rinke.html
  • shpargalka.largereferat.info/v-v-zaharov-t-d-rostova-metallicheskih-materialov.html
  • © LargeReferat.info
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.