Краткое сведение о технологических испытаниях материала. Проведение технологических испытаний. Оптические и физические испытания

В учебнике изложены основы теории детерминированных и случайных сигналов, линейных и нелинейных цепей с постоянными параметрами, оптимальной и дискретной фильтрации сигналов, а также автогенераторов. Помимо теоретического материала приводятся контрольные вопросы. подробно рассмотренные примеры решения задач, а также задачи для самостоятельного решения (с ответами).
Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 210400 «Радиотехника».

Тригонометрический ряд Фурье.
Тригонометрический, гармонический ряд, который чаще всего называют просто рядом Фурье, среди радиотехнических приложений функциональных рядов занимает особое место: важность разложения сигнала но ортогональной гармонической системе функций определяется, в частности, тем характером преобразования, которое претерпевает сигнал при прохождении через стационарную линейную цепь.

Выходным сигналом в этом случае является гармонический сигнал с той же круговой частотой со, отличающийся от входного амплитудой и фазовым сдвигом. Если разложение входного сигнала по системе тригонометрических функций известно, то выходной сигнал может быть получен как сумма независимо преобразованных цепью входных гармоник. Кроме этого обеспечивается возможность использования в расчетах так называемого символического метода (метода комплексных амплитуд), хорошо известного из курса теории цепей.

Оглавление
Предисловие
1. Основные характеристики детерминированных сигналов
1.1. Сигналы, модели сигналов
1.2. Обобщенный ряд Фурье
1.3. Тригонометрический ряд Фурье
1.4. Спектры некоторых периодических сигналов
1.5. Преобразование Фурье и его свойства
1.6. Преобразование Фурье некоторых сигналов
1.7. Теоремы о спектрах
1.8. Спектральные функции произведения и свертки сигналов
1.9. Преобразование Фурье некоторых неинтегрируемых абсолютно сигналов
1.10. Энергетические соотношения в спектральном анализе
1.11. Корреляционный анализ детерминированных сигналов
1.12. Свертка сигналов
1.13. Корреляционно-спектральный анализ детерминированных сигналов
Задачи
2. Модулированные радиосигналы
2.1. Модуляция. Основные понятия
2.2. Радиосигналы с амплитудной модуляцией
2.3. Радиосигналы с угловой модуляцией
2.4. Фурье-анализ модулированных радиосигналов
2.5. Амплитудно-импульсная модуляция
2.6. Внутриимпульсная модуляция
2.7. Комплексная огибающая радиосигнала. Взаимная корреляционная функция модулированных сигналов
2.8. Аналитический сигнал и преобразование Гильберта
Контрольные вопросы и задания
Задачи
3. Основы теории случайных процессов
3.1. Ансамбль реализаций
3.2. Вероятностные характеристики случайных процессов
3.3. Корреляционные функции случайных процессов
3.4. Стационарные и эргодические случайные процессы
3.5. Спектральные характеристики случайных процессов
3.6. Теорема Винера-Хинчина
3.7. Узкополосный случайный процесс
Контрольные вопросы и задания
Задачи
4. Линейные цепи с постоянными параметрами
4.1. Частотные и временные характеристики линейных цепей. Методы анализа прохождения детерминированных сигналов
4.2. Расчет переходной и импульсной характеристик линейной цепи
4.3. Преобразование характеристик случайного процесса в линейной цепи
4.4. RC-фильтры нижних и верхних частот и их характеристики
4.5. Прохождение сигналов через простейшие RC-цепи
4.6. Одиночный колебательный контур и его основные характеристики
4.7. Линейные цепи с обратной связью
4.8. Условия устойчивости линейной цепи
Контрольные вопросы и задания
Задачи
5. Принципы оптимальной линейной фильтрации сигналов на фоне помех
5.1. Согласованная фильтрация детерминированных сигналов
5.2. Отношение «сигнал/шум» на входе и выходе согласованного фильтра
5.3. Применение согласованных фильтров
5.4. Оптимальная фильтрация при небелом шуме
5.5. Квазиоптимальная фильтрация детерминированных сигналов
5.6. Оптимальная фильтрация случайных сигналов
Контрольные вопросы и задания
Задачи
6. Основы дискретной фильтрации сигналов
6.1. Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы
6.2. Шумы квантования
6.3. Теорема Котельникова
6.4. Спектр дискретизированного сигнала
6.5. Дискретное преобразование Фурье
6.6. Быстрое преобразование Фурье
6.7. Метод z-преобразования
6.8. Алгоритм дискретной фильтрации
6.9. Системная функция дискретною фильтра
6.10. Рекурсивные и нерекурсивные дискретные фильтры
6.11. Формы реализации цифровых фильтров
6.12. Методы синтеза дискретных фильтров
6.13. Примеры синтеза цифровых фильтров
6.14. Дискретные случайные сигналы
Контрольные вопросы и задания
Задачи
7. Преобразования радиосигналов в нелинейных радиотехнических цепях
7.1. Нелинейные элементы
7.2. Аппроксимация нелинейных характеристик
7.3. Воздействие гармонического пинала на безынерционный нелинейный элемент
7.4. Би- и полигармоническое воздействие на безынерционный нелинейный элемент. Преобразование частоты сигнала
7.5. Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты
7.6. Получение амплитудно-модулированных колебаний
7.7. Амплитудное детектирование
7.8. Частотное и фазовое детектирование
7.9. Воздействие случайного стационарного сигнала на безынерционный нелинейный элемент
Контрольные вопросы и задания
Задачи
8. Генерирование гармонических колебаний
8.1. Автоколебательная система
8.2. Баланс амплитуд и баланс фаз
8.3. Возникновение колебаний в автогенераторе
8.4. Стационарный режим работы автогенератора
8.5. Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения
8.6. Нелинейное уравнение автогенератора
8.7. Анализ схем LC-автогенераторов
8.8. RC-автогенераторы и автогенераторы с внутренней обратной связью
Контрольные вопросы и задания
Задачи
Приложение. Ответы к задачам
Ответы к задачам главы 1
Ответы к задачам главы 2
Ответы к задачам главы 3
Ответы к задачам главы 4
Ответы к задачам главы 5
Ответы к задачам главы 6
Ответы к задачам главы 7
Ответы к задачам главы 8
Список литературы
Алфавитный указатель.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Радиотехнические цепи и сигналы, Иванов М.Т., Сергиенко А.Б., Ушаков В.Н., 2014 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Учебники и учебные пособия

1. И.С. Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Радио и связь, 1986 г.
   Скачать:     DjVu (10.8 M)

2. Попов В.П. Основы теории цепей. – М.: Высшая школа, 1985.
   Скачать:     DjVu (3.9 M)

3. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высшая школа, 1998.
   Скачать:     DjVu (5.7 M)

4. Сиберт У.М. Цепи, сигналы, системы. В двух частях. – М.: Мир, 1988.
   Скачать:     Том 1. DjVu (2,2 M)     Том 2. DjVu (2,6 М)

5. Кузнецов Ю.В., Тронин Ю.В. Основы анализа линейных радиоэлектронных цепей (временной анализ). Учебное пособие, – М.: МАИ, 1992.
   Скачать:     PDF (1,8 M)     DjVu (672 K)

6. Кузнецов Ю.В., Тронин Ю.В. Основы анализа линейных радиоэлектронных цепей (частотный анализ). Учебное пособие. – М.: МАИ, 1992.
   Скачать:     PDF (1,5 M)     DjVu (680 K)

7. Кузнецов Ю.В., Тронин Ю.В. Линейные радиоэлектронные цепи и сигналы. Упражнения и задачи (учебное пособие). – М.: МАИ, 1994.
   Скачать:     PDF (3,3 M)     DjVu (487 K)

9. Латышев В.В. Ручьев М.К., Селин В.Я., Сотсков Б.М. Переходные процессы в линейных цепях. – М.: МАИ, 1992.

10. Латышев В.В. Ручьев М.К., Селин В.Я., Сотсков Б.М. Спектральный анализ сигналов (учебное пособие). – М.: МАИ, 1988.

11. Латышев В.В. Ручьев М.К., Селин В.Я., Сотсков Б.М. Спектральный анализ узкополосных сигналов (учебное пособие). – М.: МАИ, 1989.

12. Латышев В.В. Ручьев М.К., Селин В.Я., Сотсков Б.М., Методы анализа прохождения сигналов через радиотехнические устройства (учебное пособие). – М.: МАИ, 1991.

13. Латышев В.В., Ручьев М.К., Селин В.Я., Сотсков Б.М., Преобразование сигналов в нелинейных цепях (учебное пособие). – М.: МАИ, 1994.

Задание 1. Анализ временных и частотных характеристик импульсных сигналов.
   Скачать:     PDF (243 K)     DjVu (53 K)

Задание 2. Анализ временных и частотных характеристик периодических сигналов.
   Скачать:     PDF (257 K)     DjVu (54 K)

Задание 3. Анализ прохождения импульсных и периодических сигналов через линейные цепи.
   Скачать:     PDF (256 K)     DjVu (56 K)

Методические материалы

1. Синтез и анализ цифровых фильтров с использованием программного пакета MatLab
   Скачать:     PDF (457 K)     DjVu (248 K)

Предлагаемые материалы содержат курс лекций, набор домашних заданий и курсовую работу по синтезу частотно-избирательных фильтров.
Составитель : доцент кафедры 405 Ручьев Михаил Константинович .

Лекция 1 . Активные линейные цепи. Основные схемы замещения линейных, активных цепей. Основные методы анализа линейных цепей.  PDF

Лекция 2 . Усилитель низких частот. Основные характеристики УНЧ.  PDF

Лекция 3 . Резонансный усилитель. Прохождения радиосигналов. Эффект демодуляции.  PDF

Лекция 4 . Обратная связь в линейных цепях. Положительная и отрицательная ОС.  PDF

Лекция 5 . Понятие нелинейных искажений. Устойчивость цепей с обратной связью.  PDF

Лекция 6 . Согласованные и частотно-избирательные фильтры (ЧИФ). Постановка задачи синтеза ЧИФ.  PDF

Лекция 7 . Фильтры Чебышева. Синтез фильтров других типов.  PDF

Лекция 8 . Реализация ЧИФ: лестничная, каскадная, АRС- реализация.  PDF

Лекция 9 . 9. Постановка задачи анализа нелинейных цепи. Аппроксимация нелинейной ВАХ: полиномиальная, линейно-ломаная.  PDF

Лекция 10 . Спектральный анализ выходного тока в режиме с отсечкой.  PDF

Лекция 11 . Амплитудный модулятор и амплитудный детектор.  PDF

Лекция 12 . Диодный детектор. Частотный, фазовый детекторы.  PDF

Лекция 13 . Нелинейное резонансное усиление. Умножение частоты. Преобразование частоты.  PDF

Лекция 14 . Дискретные сигналы и их обработка. Теорема Котельникова.  PDF

Лекция 15 . Математическое описание дискретных сигналов.  PDF

Лекция 16 . Дискретное преобразование Фурье. Прямое Z-преобразование.  PDF

Лекция 17 . Обратное Z-преобразование. Цифровые фильтры.  PDF

Лекция 18 . Анализ цифровых фильтров.  PDF

Составитель : доцент кафедры 405 Ручьев Михаил Константинович .

План занятий . 

Для оценки способности материала воспринимать определенную в условиях, максимально приближенных к производственным, служат технологические испытания. Такие оценки носят качественный характер. Они необходимы для определения пригодности материала для изготовления изделий по технологии, предусматривающей значительную и сложную .

Для определения способности листового материала толщиной до 2 мм выдерживать операции (вытяжки) применяют метод испытания на вытяжку сферической лунки с помощью специальных пуансонов, имеющих сферическую поверхность (ГОСТ 10510).

Рисунок 1 — Схема испытания на вытяжку сферической лунки по Эриксену

В процессе испытания фиксируется усилие вытяжки. Конструкция прибора предусматривает автоматическое прекращение процесса вытяжки в тот момент, когда усилие начинает уменьшаться (в материале появляются первые трещины). Мерой способности материала к вытяжке служит глубина вытянутой лунки.

Лист или ленту толщиной менее 4 мм испытывают на перегиб (ГОСТ 13813). Испытание проводят с помощью приспособления, изображенного на рисунке 2.

Рисунок 2 — Схема испытания на перегиб

1 – рычаг; 2 – сменный поводок; 3 – образец; 4 – валики; 5 – губки; 6 — тиски

Образец изгибают вначале влево или вправо на 90 0 , а затем каждый раз на 180 0 в противоположную сторону. Критерием окончания испытания является разрушение образца или достижение заданного числа перегибов без разрушения.

Проволоку из цветных и черных металлов испытывают на скручивание (ГОСТ 1545) с определением числа полных оборотов до разрушения образцов, длина которых обычно составляет 100 * d (где d – диаметр проволоки). Применяют также испытание на перегиб (ГОСТ 1579) по схеме, аналогичной испытанию листового материала. Проводят пробу на навивание (ГОСТ 10447). Проволоку навивают плотно прилегающими витками на цилиндрический стержень определенного диаметра.

Рисунок 3 — Проба на навивание проволоки

Число витков должно быть в пределах 5…10. Признаком того, что образец выдержал испытание, является отсутствие после навивания расслоения, отслаивания, трещин или надрывов как в основном материале образца, так и в его покрытии.

Для труб с внешним диаметром не более 114 мм применяют пробу на загиб (ГОСТ 3728). Испытание заключается в плавном загибе отрезка трубы любым способом на угол 90 0 (рисунок 4, позиция а) так, чтобы его наружный диаметр ни в одном месте не стал меньше 85 % от начального. ГОСТ устанавливает величину радиуса загиба R в зависимости от диаметра трубы D и толщины стенки S . Образец считается выдержавшим испытание, если на нем после загиба не обнаружено нарушений сплошности металла. Образцы сварных труб должны выдерживать испытания при любом положении шва.

Испытание на бортование (ГОСТ 8693) применяют для определения способности материала труб образовывать фланец заданного диаметра D (рисунок 4, позиция б). Признаком того, что образец выдержал испытание, служит отсутствие после отбортовки трещин или надрывов. Допускается отбортовка с предварительной раздачей на оправке.

Испытание на раздачу (ГОСТ 8694) выявляет способность материала трубы выдерживать деформацию при раздаче на конус до определенного диаметра D с заданным углом конусности α (рисунок 4, позиция в). Если после раздачи образец не имеет трещин или надрывов, то он считается выдержавшим испытание.

Для труб предусмотрены испытание на сплющивание до определенного размера H (рисунок, позиция г), причем для сварных труб ГОСТ 8685 предусматривает положение шва (рисунок, позиция д), испытание гидравлическим давлением.

Для испытания проволоки или прутков круглого и квадратного сечения, предназначенных для изготовления болтов, гаек и других крепежных деталей методом , используют пробу на осадку (ГОСТ 8817). Стандарт рекомендует определенную степень деформации. Критерием годности является отсутствие трещин, надрывов, расслоений на боковой поверхности образца.

Рисунок 4 — Схемы испытаний труб

а – на загиб; б – на бортование; в – на раздачу; г, д – на сплющивание

Для прутковых материалов широко применяется проба на изгиб: загиб до определенного угла (рисунок 5, позиция а), загиб до параллельности сторон (рисунок 5, позиция б), загиб до соприкосновения сторон (рисунок 5, позиция в).

Рисунок 5 — Схемы испытаний на изгиб

а – загиб до определенного угла; б – загиб до параллельности сторон; в – до соприкосновения сторон

Способность металла подвергаться различным видам деформации выявляют обычно при технологических испытаниях образцов. О ре­зультатах технологических испытаний металлов судят по состоянию их поверхности. Если после испытания на поверхности образца не обнаружены внешние дефекты, трещины, надрывы, расслоения или излом, то металл выдержал испытание.

Испытание на выдавливание применяют для определения способ­ности листового металла подвергаться холодной штамповке и вытяжке. Образец закладываю]’ в специальный прибор, в котором пуансоном с шаровой поверхностью выдавливается лунка до появления первой трещины в металле.

Характеристикой пластичности металла является глубина лунки до разрушения металла.

Испытание на изгиб сварных швов проводят для определения вязкости сварного соединения, выполненного встык. Образец свобод­но устанавливают на двух цилиндрических опорах и подвергают изгибу до появления первой трещины. Характеристикой еязкости является величина угла изгиба.

Испытание на изгиб в холодном или нагретом состоянии прово­дится для определения способности листового металла принимать заданный по размерам и форме изгиб. Образцы для испытания выре­зают из листа без обработки поверхностного слоя.

При толщине листового металла больше 30 мм испытание па изгиб обычно не проводят. Для осуществления пробы на изгиб применяют прессы или тиски.

Испытание на осадку в холодном состоянии применяют для опре­деления способности металла принимать заданную по размерам и фор­ме деформацию сжатия. Испытаниям подвергают прутки, направлен­ные в копку и предназначенные для изготовления болтов, заклепок и и т. д. Образец должен иметь диаметр, равный диаметру испытуемого прутка, и высоту, равную двум диаметрам прутка. В этой пробе сбра- зец осаживают ударами кувалды до высоты, заданной техническими условиями.

Проба на расплющивание необходима для определения способно­сти полосового, пруткового или листового металла принимать за­данное расплющивание.

Проба навиванием проволоки диаметром до 6 мм предназначена для определения способности металла выдерживать заданное число витков. Проволоку навивают на оправку определенного диаметра. После навивки на проволоке не должно быть поверхностных дефектов.

Пробу на перегиб проволоки применяют для определения способ­ности металла выдерживать повторный загиб и разгиб. Испытанию подвергают круглую проволоку и прутки диаметром 0,8-7 мм со ско­ростью около 60 перегибов в минуту до разрушения образца. Длина образца 100-150 мм.

Проба на двойной кровельный замок предназначена для определе­ния способности листового металла толщиной менее 0,8 мм принимать заданную по размерам и форме деформацию. При испытании два листа соединяют двойным замком. Угол загиба, число загибов и разгибов замка указывают в технических условиях.

Проба на изгиб трубы диаметром не более 115 мм в холодном или горячем состоянии нужна для определения способности металла при­нимать заданный по размерам и форме загиб. Образец трубы длиной не менее 200 мм, заполненный сухим песком или залитый канифолью, загибают на 90° вокруг оправки, .радиус которой указывают в техни­ческих условиях.

Проба на сплющивание трубы необходимо для определения способ­ности металла подвергаться деформации сплющивания. Образец дли­ной, равной примерно наружному диаметру трубы, сплющивают уда­рами молотка {молота, кувалды) или под прессом до размеров, ука­занных в технических условиях.