Обозначение сечения на чертеже. Обозначение разрезов. Выносные и наложенные сечения
Перечислите простейшие геометрические тела.
Билет №17
По двум заданным видам постройте третий вид или проведите недостающие линии на чертеже. Выполните технический рисунок детали.
1. Перечислить геометрические тела (простейшие). Выполнить технический рисунок нескольких геометрических тел. 2. Виды обозначений сечений на чертеже
3. По двум заданным видам постройте третий вид или проведите недостающие линии на чертеже. Выполните технический рисунок детали.
Простейшими геометрическими телами являются: цилиндр, призма, конус (полный и усеченный), пирамида (полная и усеченная), шар, тор. Причем конус, цилиндр и шар являются телами вращения.
Чтобы показать поперечную форму деталей, пользуются изображениями, называемыми сечениями (рис. 13). Для того, чтобы получить сечение, деталь мысленно рассекают воображаемой секущей плоскостью в том месте, где нужно выявить её форму. Фигура, полученная в результате рассечения детали секущей плоскостью, изображается на чертеже. Следовательно
На сечении показывается только то, что получается непосредственно в секущей плоскости.
Для ясности чертежа сечения выделяют штриховкой. Наклонные параллельные линии штриховки проводят под углом 45° к линиям рамки чертежа, а если они совпадают по направлению с линиями контура или осевыми линиями, то под углом 30° или 60°.
Вынесенное сечение.
Контур вынесенного сечения обводят сплошной толстой линией такой же толщины, как и линия, принятая для видимого контура изображения. Если сечение вынесенное, то, как правило проводят разомкнутую линию, два утолщенных штриха, и стрелки, указывающие направление взгляда. С внешней стороны стрелок наносят одинаковые прописные буквы. Над сечением пишут те же буквы через тире с тонкой чертой внизу. Если сечение представляет собой симметричную фигуру и расположено на продолжении линии сечения (штрихпунктирная), то обозначений не наносят.
Наложенное сечение.
Контур наложенного сечения – сплошная тонкая линия (S/2 – S/3), причем контур вида в месте расположения наложенного сечения не прерывают. Наложенное сечение обычно не обозначают. Но если сечение представляет собой не симметричную фигуру, проводят штрихи разомкнутой линии и стрелки, но буквы не наносят.
Производственные чертежи содержат различные типы изображений — виды, сечения и разрезы. С на чертеже мы уже познакомились…
Сечения и разрезы позволяют выявить внешнюю и внутреннюю форму детали (рис.1, а, б). Названные изображения получают в результате мысленного рассечения детали секущей плоскостью, положение которой выбирают в зависимости от формы изображаемой детали.
Рис. 1. Сечение (а) и разрез (б)
Сечения и разрезы дополняют и уточняют геометрическую информацию о предмете и тем самым увеличивают возможности выявления формы изображаемого объекта на чертеже. В некоторых случаях они имеют большую информационную емкость, чем виды. Разрезы и сечения являются проекционными изображениями и выполняются по правилам прямоугольного проецирования.
Сечение — изображение фигуры, получающейся при мысленном рассечении предмета секущей плоскостью .
Образование сечения
Деталь мысленно рассекают секущей плоскостью в том месте, где необходимо уточнить форму изделия. В секущей плоскости получают фигуру сечения (рис.2).
Рис. 2. Образование сечения
Изображение сечения
После этого секущую плоскость (вместе с фигурой сечения) мысленно вынимают, поворачивают вокруг вертикальной оси, перемещают параллельно плоскости проекций и совмещают с фронтальной плоскостью так, чтобы изображения вида спереди и фигуры сечения не заслоняли друг друга. В сечении показывается только то, что находится в секущей плоскости.
Расположение сечений
В зависимости от расположения на чертеже сечения разделяют на:
а) вынесенные , когда сечения располагают в любом месте чертежа;
б) наложенные , когда их располагают непосредственно на виде предмета;
В) в разрыве – располагают в разрыве изображения.
Вынесенное и наложенное сечение показано на рис.3.
Рис.3. Построение сечений
Вынесенное сечение можно выполнять двумя способами:
1. если вид спереди находится в проекционной связи с сечением, то полученное изображение фигуры сечения называют сечением, выполненным в проекционной связи (рис.4).
Рис. 4.Сечение, выполненное в проекционной связи.
2. секущую плоскость с фигурой сечения допускается перемещать в произвольном направлении, совмещая ее с плоскостью проекций, без учета проекционной связи. Такое сечение называется сечением, выполненным
Рис. 5.Сечение, выполненное на свободном месте чертежа.
Обозначение сечений
Устанавливает правила изображения и обозначения сечений.
При вынесенном сечении положение секущей плоскости указывают на чертеже линией сечения – разомкнутой линией , которая проводится в виде отдельных штрихов, не пересекающих контур соответствующего изображения. Толщина штрихов берётся в пределах от S до 1,5 S, а длина их от 8 до 20 мм. На начальном и конечном штрихах перпендикулярно им, на расстоянии 2-3 мм от конца штриха, ставят стрелки , указывающие направление взгляда (рис. 6).
Рис. 6. Взаимное расположение штрихов разомкнутой линии и стрелок
У начала и конца линии сечения ставят одну и ту же прописную букву русского алфавита . Буквенные обозначения присваиваются в алфавитном порядке без повторений и без пропусков, за исключением букв И, О, X, Ъ, Ы, Ь (рис. 4). Если для выявления формы деталей требуется выполнить несколько сечений, тогда проводят несколько разомкнутых линий, которые на чертеже продолжают обозначать следующими буквами русского алфавита (Б, В, Г и т.д.) (рис. 7).
Рис. 7. Обозначение нескольких сечений
Контур вынесенного сечения обводится сплошной основной линией такой же толщины S, как видимый контур изображения. Фигуру сечения на чертеже выделяют штриховкой, согласно (условным графическим обозначением ). Штриховые линии наносят в соответствии с общими (в основном тонкими линиями под углом 45° к основной надписи, в любом направлении через 2-3 мм). Над сечением пишут те же буквы через тире (типа А – А).
Если сечение представляет собой симметричную фигуру и располагается на продолжении линии сечения (штрихпунктирной), то стрелок и букв не наносят (см. рис. 5).
Наложенным называют сечение, которое располагают непосредственно на виде предмета в том месте, где проходила секущая плоскость, то есть, как бы накладывают на изображение. Наложенное сечение выполняется в том случае, когда . Контур наложенного сечения обводят сплошной тонкой линией (от S/3 до S/2). Фигуру сечения располагают в том месте основного вида, где проходит секущая плоскость, и заштриховывают.
Наложенное сечение тоже бывает двух видов:
1. если наложенное сечение симметрично относительно секущей плоскости, то на сечении указывается только ось штрихпунктирной линией без обозначения буквами и стрелками (рис. 8, а).
2. если наложенное сечение представляет собой несимметричную фигуру, то проводят разомкнутую линию с указанием стрелками направления взгляда, но буквами не обозначают (рис. 8, б).
Рис. 8. Наложенное сечение: а) симметричное; б) несимметричное.
Если сечение находится в разрыве между частями одного и того же вида, то его выполняют сплошной основной линией (рис. 9). Правила обозначения сечений, расположенных в разрыве, аналогичны правилам обозначений наложенных сечений: у симметричных сечений указывается только ось (рис. 9,а), а несимметричные сечения сопровождают указанием разомкнутой линии и стрелками, указывающими направление взгляда (рис. 9,б).
Рис. 9. Сечения в разрыве: а) симметричное; б) несимметричное
Особенности выполнения
При выполнении сечений применяют следующие условности:
1. Вынесенным сечениям следует отдавать предпочтение перед наложенным, так как последние затемняют чертеж и неудобны для нанесения размеров.
2. При прохождении секущей плоскости через ось поверхности вращения , ограничивающей отверстие или углубление, контур отверстия или углубления в сечении показывают полностью (рис. 10).
Рис. 10. Сечение, проходящее через оси поверхностей вращения
3. Если секущая плоскость проходит через
Рис. 11. Сечение, проходящее через призматическое сквозное отверстие.
4. Сечение, распадающееся на отдельные части , заменяют разрезом (рис. 12).
Рис. 12. Замена сечения разрезом
5. Сечения с линией контура под углом 45° штрихуются под углом 30°или 60° (рис. 13).
Рис. 13. Штриховка под углом 60°.
6. Для нескольких одинаковых сечений , относящихся к одному предмету, линию сечения обозначают одинаковыми буквами и вычерчивают одно сечение (рис. 14).
Рис. 14. Выполнение нескольких одинаковых сечений
7. Сечение можно располагать с поворотом , тогда к надписи А – А должен быть добавлен символ повёрнуто , то есть А – А . Если секущие плоскости нескольких одинаковых сечений не параллельны друг другу, то значок не наносится.
Сечение — изображение, полученное при мысленном рассечении детали одной или несколькими плоскостями. Сечение входит в состав разреза или рассматривается как самостоятельное изображение на чертеже.
По способу построения сечения, не входящие в состав разреза разделяют на вынесенные и наложенные. Предпочтение следует отдать вынесенным, которые можно располагать на свободном поле чертежа в проекционной связи, или вне проекционной связи, или в разрыве изображения. Примеры наложенного симметричного сечения и повернутого несимметричного сечения приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 Пример наложенного симметричного сечения без обозначения
Наложенное сечение вычерчивают тонкими линиями. Если секущая плоскость проходит через отверстие, имеющее форму поверхности вращения, то сечение выполняют замкнутым контуром по типу разреза. По форме сечения делят на симметричные и несимметричные. На рисунке 2 показан пример симметричного А-А и несимметричного Б-Б сечений детали.
Рисунок 2 вынесенные симметричные и несимметричные сечения
Пример несимметричного сечения в разрыве изображения приведен на рисунке 3.
Рисунок 3 Сечение в разрыве изображения, несимметричное
Обозначение и штриховка сечений выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 2.305-2008.
Дата последнего обновления файла 05.04.2018
Литература:
- В.Н. Быкова Г.Д. Мефодьева Л.Я. Мефодьева В.И. Сединин Инженерная и компьютерная графика: Учебное пособие – Новосибирск: СибГУТИ, 2010
- ЕСКД в студенческих работах: учеб. пособие / В. Я. Вайспапир, Г. П. Катунин, Г. Д. Мефодьева – Новосибирск: СибГУТИ, 2009. – 215 с.
В предыдущих главах речь шла об изображениях, называемых видами. Однако форма многих деталей с достаточной полнотой не выявляется видами-изображениями обращенной к наблюдателю видимой поверхностью предмета, поэтому в черчении пользуются и такими изображениями, как сечение и разрезы.
Форму ручки плоскогубцев (рис. 186) нельзя определить по чертежу, содержащему лишь виды. Для выявления поперечной формы ручки, которая изогнута, необходимо применить сечения.
Сечением называют изображение фигуры, получающейся при мысленном рассечении предмета одной или несколькими плоскостями (см. рис. 188). На сечении показывают только то, что находится в секущей плоскости.
Секущей плоскостью называют вспомогательную плоскость, которой мысленно рассекают деталь.
Сечения применяют, в основном, чтобы показать поперечную форму предмета.
Построение сечений . Чтобы выявить поперечную форму вала (рис. 187, а), его мысленно рассекают тремя секущими плоскостями А, Б и В. Образуются плоские фигуры (рис. 187, б): на первой выявлена форма детали в том месте, где снята лыска и просверлено глухое отверстие; на второй видны поперечная форма и размеры шпоночной канавки; на третьей – расположение и глубина трех отверстий. Построив на чертеже эти фигуры, получают сечение (рис. 188).
На сечениях показано лишь то, что находится в самой секущей плоскости; что расположено за секущей плоскостью, не показывают. Фигуру сечения на чертеже выделяют штриховкой для того, чтобы отличить на детали мысленно образованные поверхности от существующих. Штриховку наносят тонкими линиями. Наклонные параллельные линии штриховки проводят под углом 45 к линиям рамки чертежа. Расстояние между линиями должно быть 1-10 мм (для металла) (рис. 189, б) и одинаковым для всех сечений одной детали на данном чертеже. Наклон штриховки допускается как влево, так и вправо (рис. 189, а).
Подробнее о штриховке сказано в § 33.
По расположению сечения делятся на вынесенные и наложенные.
Вынесенными называют сечения, расположенные вне контура изображений детали (см. рис. 188).
Наложенными называют сечения, расположенные непосредственно на видах чертежа (рис. 190, а).
Контур вынесенного сечения обводят сплошной толстой основной линией такой же толщины (s), как и линия, выбранная для обводки видимого контура изображения.
Контур наложенного сечения обводят сплошной тонкой линией (от s/2 до s/3). Если сечение закрывает контурные линии вида, то их не прерывают.
Вынесенное сечение допускается располагать на любом месте поля чертежа. Оно может быть помещено непосредственно на продолжении линии сечения (рис. 190, б) или в стороне от этой линии, в частности на месте, предназначенном для одного из видов (рис. 190, в), а также в разрыве между частями вида (рис. 190, г).
Вынесенным сечениям следует отдавать предпочтение перед наложенными, так как последние затемняют виды чертежа и неудобны для нанесения размеров.
Обозначение сечений. Чтобы определить, в каком месте деталь имеет форму, показанную на сечении, место, где находится секущая плоскость, и само сечение обозначают.
Положение секущей плоскости указывают на чертеже линией сечения. Ось симметрии наложенного или вынесенного сечения указывают штрихпунктирной тонкой линией без обозначения буквами и стрелками и линию сечения не проводят (рис. 190, а и б, 191, б). Во всех остальных случаях для линии сечения примеряют разомкнутую линию (рис. 191, а-е), начальный и конечный штрихи которой не должны пересекать контур соответствующего изображения. Толщина штрихов разомкнутой линии берется от s до 1,5s, а длина от 8 до 20 мм. На начальном и конечном штрихах, перпендикулярно им, на расстоянии 2-3 мм от конца штриха ставят стрелки, указывающие направление взгляда. Форма, соотношение размеров стрелок и взаимное расположение стрелок и разомкнутой линии показаны на рис. 192.
У начала и конца линии сечения ставят одну и ту же прописную букву русского алфавита; при этом выбирают начальные буквы – А, Б, В, Г, Д и т. д. Буквы наносят с внешней стороны стрелок, указывающих направление взгляда (см. рис. 191, а и в). Над сечением делают надпись по типу А-А, т. е. сечение обозначают двумя одинаковыми буквами через тире с тонкой чертой внизу.
Для несимметричных сечений, расположенных в разрыве вида (см. рис. 191, д) или наложенных (см. рис. 191, е), линию сечения проводят со стрелками, но буквами ее не обозначают.
Если сечение находится в разрыве между частями одного и того же сечения, линию сечения не проводят (см. рис. 190, г).
Для нескольких одинаковых сечений, относящихся к одному предмету, линию сечения обозначают одной и той же буквой и вычерчивают одно сечение (рис. 193).
Правила выполнения сечений. Сечение по построению и расположению должно соответствовать направлению, указанному стрелками (см. рис. 188, 190, в и 191, а). На рис. 194 показано, как происходит совмещение фигуры сечения с плоскостью чертежа. Поэтому на рис. 190, в шпоночная канавка, расположенная на детали спереди, показана на сечении справа. Так же совмещено с плоскостью чертежа сечение на рис. 191, д. Почему на сечении А-А (см. рис. 191, а) шпоночная канавка расположена сверху, а на сечении Б-Б – снизу? Свой ответ проверьте по ответу, данному в конце книги.
Допускается повертывать сечение относительно линии сечения. В этом случае после обозначения добавляют слово “повернуто” (см. рис. 191, в).
Если секущая плоскость проходит через ось поверхности вращения, ограничивающей отверстие или углубление, то контур отверстия или углубления в сечении показывают полностью (рис. 195). Надо заметить, что это относится к углублениям цилиндрической, конической и шарообразной формы и не распространяется на другие сечения, например сечения шпоночной канавки.
Если секущая плоскость проходит через некруглое отверстие и сечение получается состоящим из отдельных самостоятельных частей, то следует применять разрезы. О них будет сказано ниже.
Для деталей, подобных изображенной на рис. 191, г, секущие плоскости располагают под прямым углом к изображаемым элементам и получают нормальные сечения, правильно передающие форму предмета.
На сечениях обычно наносят размеры, указывают шероховатость поверхностей и т. п.
Например, на сечении валика (рис. 196) показаны ширина и глубина шпоночной канавки, предельные отклонения размеров, шероховатости поверхностей.
Ответьте на вопросы
1. Какое изображение называют сечением?
2. Для. чего применяют сечения?
3. Как подразделяются сечения в зависимости от их расположения на чертеже?
4. Линиями какой толщины обводят контур наложенного и вынесенного сечения?
5. Как и для чего штрихуют сечения?
6. Показывают ли в сечении то, что расположено за секущей плоскостью?
7. В каких случаях сечение сопровождают надписью? Какие буквы используют для этого?
8. Как изображают линию сечения? Каково начертание разомкнутой линии?
9. Как показывают в сечении контур отверстия, если секущая плоскость проходит через ось тела вращения?
10. Как обозначают несколько одинаковых сечений, относящихся к одному предмету?
11. Где по отношению к обозначению сечения пишут слово “повернуто” при выполнении сечения с поворотом?
Задания к § 26
Упражнение 86
Перечертите рис. 190, а-в и дайте к нему письменные пояснения, в которых изложите следующее: что такое сечения, зачем их применяют, как штрихуют, какие бывают сечения, какой линией обводят их контур, когда и как обозначают сечения. Над конспектом напишите заголовок “Сечения”.
Упражнение 87
Определите и запишите в тетради, в каких случаях наложенные сечения применены удачно, а в каких лучше было бы дать вынесенные сечения (рис. 197).
Упражнение 88
Даны два вида детали (рис. 198). Требуется вместо вида слева выполнить сечение А-А. Даны четыре вынесенных сечения, являющихся вариантами ответов. Запишите номер правильного ответа в рабочей тетради. Укажите, в чем ошибки остальных ответов.
Упражнение 89
Запишите в тетради, какие сечения совмещены с плоскостью чертежа правильно в соответствии с направлением взгляда, указанным стрелками (рис. 199).
Упражнение 90
На рис. 200, а-д положения сечения секущих плоскостей и сечений не обозначены. Запишите в тетради, в каких случаях нужно указать положение секущих плоскостей, направление взгляда и дать надписи над сечениями. Наложите на рис. 200 прозрачную бумагу и нанесите на ней, где это нужно, обозначение сечений в соответствии со стандартом.
Упражнение 91
Чертеж на рис. 201 выполнен нерационально, так как симметричное сечение расположено в стороне от линии сечения. Выполните в тетради чертеж так, чтобы сечение было расположено рационально. Что изменится при этом?
Упражнение 92
Запишите в тетради номера сечений, выполненных правильно (рис. 202). Укажите, что неверно на других сечениях.
Упражнение 93
Запишите в тетради, какое из сечений (рис. 203) соответствует направлению взгляда, форме предмета, правилам выполнения сечений.
21.1. Сечения как способ выявления поперечной формы предмета . Форма изображенной на рисунке 167 детали в целом цилиндрическая, ступенчатая. Можем ли мы по этому чертежу судить о форме каждого элемента детали? Очевидно, нет. Не можем, например, сказать, находится ли поверхность, выделенная тонкими пересекающимися линиями, спереди или по обе стороны валика. Окружность, расположенная правее, является изображением отверстия или выступа? Если отверстия, то сквозного или нет? Какую форму имеет показанное штриховой линией углубление? Чем является изображенный на правом конце детали элемент? Выступ это или впадина? Если впадина, то какой глубины?
Рис. 167. Изображение, не полностью выявляющее форму предмета
Все это можно выяснить с помощью сечений, 1…..4 (рис. 168). Запишите в рабочей тетради, какому элементу, обозначенному на главном виде строчной буквой, соответствует сечение, обозначенное цифрой.
Рис. 168. Изображение, полностью выявляющее форму предмета
21.2. Что называется сечением – это изображение фигуры, получающейся при мысленном рассечении предмета плоскостью. На сечении показывают только то, что находится в секущей плоскости (исключение составляют цилиндрические отверстия).
Заметьте, что сечение – это не действие, а изображение.
На рисунке 169, а поперечная форма средней части детали выявлена с помощью секущей плоскости А. Фигура, находящаяся в плоскости А, выделена красным цветом. На рисунке 169, б она показана под видом.
Рис. 169. Сечение: а – получение; б – изображение
Фигуру сечения на чертеже выделяют штриховкой, которую наносят тонкими линиями под углом 45″.
- Какое изображение называют сечением?
- Для чего применяют сечения?
- Как выделяют сечения?
Методическая разработка урока по технической графике “Сечения вынесенные и наложенные”
Министерство образования и науки Республики Татарстан
Государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение
«Набережночелнинский политехнический колледж»
Разработка урока (занятия) по основам инженерной графики по теме
« Сечения вынесенные и наложенные»
Разработчик: Медведева Наталья Александровна, преподаватель инженерной и компьютерной графики
высшей квалификационной категории
2015 г.
Чтобы постичь чужую мудрость, нужна, прежде всего, самостоятельная работа.
Л.Н.Толстой
Общая компетентность. Применять основные правила оформления чертежей по ГОСТ, читать несложные чертежи деталей различного назначения в соответствии с ГОСТ.
Результат 4. Выполнять сечения и разрезы на чертежах деталей в соответствии с ГОСТ.
Тема 14. Сечения вынесенные и наложенные.
Ход урока.
1.Организационно-мотивационный этап -7 мин.
1.1 .Мотивация (слайд № 1-5)
2.Организация самостоятельной работы обучающихся по основным вопросам темы урока – 70 мин. (Учебный материал № 14, лист с заданием № 14.1 «Закрепляющий материал»).
2.1 Назначение сечений.
2.2. Конструктивные элементы деталей.
2.3.Построение сечений.
2.4.Расположение сечений.
2.5.Обозначение сечений.
2.6. Правила выполнения сечений.
3 . Подведение итогов учебной деятельности – 13 мин.
3.1 .Проверка степени усвоения изученной информации (лист с заданием № 14.2)
3.2.Оценка средств обучения и деятельности педагога (дневник урока)
3.3 Домашнее задание.
Технические средства: компьютер, интерактивная доска.
Методические рекомендации.
Мною разработана модульная программа по черчению «Способы построения изображений и аксонометрических проекций на чертежах и эскизах», для подготовки специалистов по профессиям: слесарь-ремонтник, контролёр станочных и ремонтных работ, слесарь по ремонту автомобилей, наладчик станков и манипуляторов с ПУ, станочник широкого профиля и соответствующая федеральному государственному образовательному стандарту среднего профессионального образования. Модульная программа «Способы построения изображений и аксонометрических проекций на чертежах и эскизах» представляет собой теоретическое обучение и является частью дисциплины «черчение» первой ступени подготовки. Данный модуль может применяться как самостоятельно, так и для переподготовки рабочих службой занятости по данным профессиям, в учебно-производственных комбинатах и на курсах повышения квалификации. Программа включает в себя словарь основных терминов, учебный материал, задания разного уровня сложности, представленные в различных формах и материалы оценки компетентности, что позволяет обучающимся самостоятельно изучать предмет, а также осуществлять контроль. Программа позволит студентам овладеть правилами чтения и способами выполнения несложных рабочих чертежей и эскизов деталей. По окончанию изучения модульной программы студент будет способен читать и выполнять несложные рабочие чертежи, эскизы Программа включает в себя четыре результата деятельности:
Результат 1: Объяснять основные сведения оформления чертежей в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД.
Результат 2: Выполнять чертежи деталей с использованием геометрических построений в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД.
Результат 3: Применять методы проецирования при выполнении чертежей предметов в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД.
Результат 4: Выполнять сечения и разрезы на чертежах деталей в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД.
При изучении данного модуля применяются различные формы работы с студентами: индивидуальная, работа в парах, групповая. Усвоение новой учебной информации организуется на уроках по вопросам учебного материала. В зависимости от количества учебных часов и значимости темы для профессиональной деятельности тема может рассматриваться в течение нескольких учебных занятий и наоборот. Для оценки качества и уровня усвоения учебного материала применяются задания «Проверки степени усвоения учебного материала». По результатам проверки определяется достигнутый уровень результатов обучения. Рекомендуется в конце занятий заполнять дневник урока, как одно из форм самооценки деятельности обучаемых на учебном занятии и качества применяемых учебно-программных средств. Для подтверждения компетентности по каждому результату проходит процесс оценки компетентности. Для оценки знаний применяются индивидуальные вопросы соответствия (тестирование), практические аудиторные работы. Использование технологии МКО предусматривает: подготовку новых средств обучения, разработку комплектов средств обучения и их применение в процессе самообучения, разработку методик диагностирования эффективности применяемых средств и методов обучения. Важную роль в преобразовании учебной информации в знания, навыки и в целом в профессиональную компетентность является создание и использование в учебном процессе системы современных средств обучения: презентации, слайд – лекции, закрепляющие упражнения с использованием интерактивной доски, выполнение чертежей в электронном виде с использованием САПР- ADEM.
Я считаю, что использование модульно- компетентностного подхода на уроках черчения будет способствовать качественной подготовке студентов в рамках введения федеральных государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования третьего поколения.
1.Организационно-мотивационный этап -7 мин.
-Ребята, а кто такой профессионал? (Ответы ребят…)
-А может профессионал сам изучить новый станок, инструмент? (Ответы ребят- может)
– профессинал может изготовить деталь с браком? (Ответы ребят-нет)
– профессинал любит свою училище, семью, город, страну? (Ответы ребят-да)
-Да. Мы с вами учимся в колледже чтобы стать профессионалами.
2 слайд
Мы с вами учимся по модульной программе (прочитать)
3 слайд
Прочитать ребятам те результаты, которые должны быть достигнуты.
4 слайд
Тема нашего урока: « Сечения вынесенные и наложенные». Ребята записывают тему и план в тетрадь.
5 слайд .
5 слайд.
записывают план урока.
2.Организация самостоятельной работы студентов по основным вопросам темы урока – 70 мин. (Учебный материал № 14, лист с заданием № 14.1 «Закрепляющий материал»).
2.1 Назначение сечений.
2.2. Конструктивные элементы деталей.
2.3.Построение сечений.
2.4.Расположение сечений.
2.5.Обозначение сечений.
2.6. Правила выполнения сечений.
Студентам демонстрируется презентация по теме « СЕЧЕНИЕ»
Слайд 6.
-На каких уроках вы встречались с сечением? (Ответы ребят…)
Слайд 7.
Я знакомлю студентов с сечением, рассматриваем построение сечений, расположение и обозначение сечений по презентации, которую я сама сделала. Некоторые слайды этой презентации я здесь размещаю.
Слайд 8.
Слайд 9.
Слайд 9.
Студенты начинают отвечать на вопросы закрепляющего материала. (Лист с заданием 14.1) После того как ребята ответят на вопросы 1-3 мы их озвучиваем вслух и разбираем тот вопрос, который вызвал затруднение. Во 2 задании чертеж выполняется на компьютерах в программе ADEM.
Для закрепления темы используются упражнения в программе МИМИО, студенты сами выбирают какому наглядному изображению соответствует чертеж с сечением.
В завершении занятия предлагается студентам ответить самостоятельно на листочках на 3 вопроса (Лист с заданием 14.2) по новой теме и сдать учителю. Обязательно нужно сказать, что оценка не ставится за это задание, а лишь для того, чтобы учитель знал, все ли им было понятно.
Далее студенты заполняют «Дневник урока», где пишут свое мнение, что понравилось на занятии.
Учебный материал 14.
Сечения
Для выявления поперечной формы деталей, необходимо применить сечения. Для того чтобы получить сечение, деталь мысленно рассекают воображаемой секущей плоскостью в том месте, где нужно выявить её форму. Фигура, полученная в результате рассечения детали секущей плоскостью, изображается на чертеже.
Сечения – изображения фигуры, получающейся при мысленном рассечении предмета одной или несколькими плоскостями. На сечении показываются только то, что получается непосредственно в секущей плоскости.
Рис.1. Чертеж с сечениями.
На чертеже (рис.1) изображён ступенчатый вал, имеющий лыску, шпоночную канавку, глухие отверстия. По чертежу этого вала (рис 1) в случае отсутствия сечений было бы трудно определить форму и глубину шпоночной канавки, количество лысок (одна или две), количество отверстий. Чтобы показать поперечную форму предмета – строят сечения
Конструктивные элементы деталей (рис.2).
Бобышка — прилив на литой детали, предназначенный для усиления ее сечения в местах установки крепежных болтов, ввертывания шпилек и т. п.
Буртик— кольцевой выступ на цилиндрических частях
деталей машин (например, на валиках), препятствующий продольному
перемещению валика или оси.
Галтель — криволинейная поверхность плавного перехода от меньшего сечения вала к плоской части заплечика или буртика.
Лыска — плоская поверхность вала, параллельная его геометрической оси.
Накатка – мелкое рифление поверхности.
Паз — углубление продолговатой формы, ограниченное с боков параллельными поверхностями.
Проточка — кольцевая выточка (желобок) па стержне или в отверстии.
Фаска — скошенная кромка стержня, бруска, листа или отверстия.
Рис.2.Конструктивные элементы деталей.
Построение сечений
Для этого мысленно рассекают вал двумя секущими плоскостями А и Б, перпендикулярными оси вала (рис.3).
Плоскость А проходит поперек лыски и показывает поперечную форму детали в этом месте. Плоскость Б, рассекающая вал поперек шпоночной канавки, выявляет ее глубину и форму.
Рис.3. Образование сечений
Чтобы показать часть предмета, которая попадает в секущую плоскость, её выделяют штриховкой, которую наносят тонкими линиями под углом 45°. Если в сечении хотят показать, из какого материала деталь изготовлена, то пользуются их графическими обозначениями. Некоторые из них показаны на таблице (таблица 1.) Для металлов штриховку наносят тонкими линиями под углом 45° на расстоянии 2…3 мм, причем расстояние между штрихами надо соблюдать одинаковым.
Таблица 1. Графические обозначения материалов в сечениях.
Материал
Обозначение
Материал
Обозначение
Металл и твердые сплавы
Стекло и другие светопрозрачные материалы
Неметаллические материалы*
Жидкости
Древесина
Грунт естественный
Камень естественный
Керамика и силикатные материалы
По построению и расположению сечение должно соответствовать направлению, указанному стрелками (Рис.4.).
Рис.4. Сечение
Сечения в зависимости от расположения на чертеже делятся на вынесенные и наложенные.
Вынесенными сечениями называются такие, которые располагаются вне контура изображений (рис.5). Государственный стандарт отдает им предпочтение, так как они не загружают чертеж лишними линиями.
Фигуру вынесенного сечения обводят основной сплошной линией (s), которую используют и для изображения видимого контура предмета. Вынесенное сечение можно располагать на любом месте поля чертежа.
Рис.5. Вынесенное сечение
Вынесенное сечение можно располагать на продолжении линии сечения. При этом не нужно проводить разомкнутые линии и обозначать сечение буквами. Линией сечения в этом случае служит осевая линия (рис.6).
Рис.6. Вынесенное сечение на продолжении линии сечения
Вынесенное сечение (рис.7) можно расположить и в разрыве между частями вида. Условный разрыв предмета на чертеже показывают тонкой (от s /3 до s/2) волнистой линией. Как и в предыдущем примере, здесь нет разомкнутых линий и надписей
Рис.7. Вынесенное сечение в разрыве между частями вида
Наложенными сечениями называются такие сечения, которые располагаются непосредственно на видах. Его обводят тонкой сплошной линией (от s|3 до s/2).
Наложенное сечение (рис.8) располагают в том месте, где проходила секущая плоскость, непосредственно на самом виде, к которому оно относится, то – есть как бы накладывают на изображение.
Рис.8.Наложенное сечение
Обозначение сечений
Чтобы определить место, где находится секущая плоскость, его обозначают.
Положение секущей плоскости указывают разомкнутой линией. Эта линия называется линией сечения. Она не должна пересекать основной контур (рис.9).
Перпендикулярно разомкнутой линии проводят тонкие сплошные, заканчивающиеся стрелками линии. Стрелки показывают направление взгляда. Около стрелок пишут прописные буквы русского алфавита (А, Б, В, Г, Д и т.д.) Сечение в этом случае, обозначают по типу А – А или Б – Б (рис.9).
Рис. 9. Обозначение сечения
Для несимметричных сечений, расположенных в разрыве (рис.10) или наложенных (рис.11), линию сечения проводят со стрелками, но буквами не обозначают.
Рис.10.Несимметричное сечение
Рис.11.Несимметричное
сечение
Если секущая плоскость проходит через ось вращения цилиндрического, конического, сферического углублений, сквозного отверстия, то контуры отверстия или углубления в сечении показывают полностью (рис.12).
Рис.12. Примеры сечений, когда контуры отверстия или углубления в сечении показывают полностью.
Для нескольких одинаковых сечений, относящихся к одному предмету, линию сечения обозначают одной буквой и вычерчивают одно сечение (рис. 13).
Рис.13.Обозначение одинаковых сечений
Допускается располагать сечение на любом месте поля чертежа, а также с поворотом с добавлением условного графического обозначения (повернуто)
Правила выполнения сечений.
1.
Проанализируем геометрическую форму деталей и установим места
введения секущих плоскостей.
2.
Мысленно введем
секущие плоскости А и Б
через элементы, усложняющие общую геометрическую форму каждой части детали
3.
Проведем анализ графического состава сечений плоскостями А и Б и определим их симметричность
4.
Мысленно повернем секущие плоскости на 90 градусов так, чтобы они совместились
с осью валика
5.
Построим вид детали и фигуры сечений
Лист с заданием 14.1.
Закрепляющий материал.
Задание 1 .Ответить письменно на вопросы, используя учебный материал:
1.Продолжи фразу: «Сечение – это …»
2. Для чего применяют на чертежах сечения?
3.Рассмотрите рис.1. чертеж вала. Выпишите в тетрадь номера конструктивных элементов вала рядом с их наименованиями:
Фаска- , лыска- , отвертие- , глухое отверстие- , паз- , шпоночный паз- , проточка – .
Рис.1.Чертеж вала.
4. Запиши определение вынесенного сечения и сделай чертеж.
5. Запиши определение наложенного сечения и сделай чертеж.
6. Под каким углом штрихуют сечения металлических деталей?
7. Перечерти и подпиши графические обозначения материалов.
Задание 2. Перечертите вид спереди детали «Вал» рис.2. Нанесите все необходимые размеры, укажите на чертеже возможные положения секущих плоскостей для выполнения сечений. Постройте сечение.
Рис.2.Чертеж вала.
ADEM CAD: Упражнения.
1.Черчение вида
2.Простановка размеров
3.Простановка линии разреза на чертеже.
14.5.6 Линия разреза
Линия разреза служит для обозначения разреза на чертеже.
14.5.6.1 Чтобы построить линию разреза надо:
Нажать и удерживать кнопку Полка на панели Символы, выбрать кнопку Линия разреза.
Указать положение первой стрелки разреза.
Указать точки изменения направления секущей плоскости (если такие имеются).
Указать положение второй стрелки разреза.
Нажать Esc или среднюю кнопку мыши.
Лист с заданием 14.2
Проверка степени усвоения материала
Из перечисленных предложений выберите признаки вынесенного сечения:
а) допускается размещать в разрыве между частями вида
б) контур фигуры сечения обводят сплошной тонкой линией
Определите, какое из двух сечений является вынесенным.
б)
а)
3. Найдите правильно выполненное сечение в соответствии с направлением взгляда, указанным стрелками (рис.1).
Рис.1.Задание на определение сечений, правильно совмещенных с плоскостью чертежа.
Дневник урока
Тема. Сечения вынесенные и наложенные.
Отметьте галочкой в соответствующей клеточке свое мнение об уроке.
Группа №——-
Довольны
Недовольны
Разочарованы
Комментарии
Были ли учебные
материалы, которые вы использовали, понятны и полезны?
Насколько успешно сделана подборка учебного материала?
Насколько понятно сформулированы задания и вопросы?
Как педагог реагировал на ваши вопросы?
Какова в целом ваша оценка данного урока?
Понравилось ли вам использование технических средств на уроке?
Классификация сечений — Студопедия
Сечения, не входящие в состав разреза, разделяют на вынесенные и наложенные.
Наложенное сечение – сечение накладывается на проекцию предмета и обводится тонкими сплошными линиями, причем контур изображения в месте расположения наложенного сечения не прерывается.
Наложенные сечения применяются в случаях, когда предмет имеет простую форму, например, фасонный профиль.
|
Рис. 2. Наложенное несимметричное сечение
|
Рис. 3. Наложенное симметричное сечение
Сечение называется вынесенным, если фигура сечения располагается за пределами проекции предмета. Вынесенные сечения вычерчиваются контурными линиями, принятого для всего чертежа.
Вынесенные сечения могут быть симметричными и несимметричными.
|
|
Рис. 5. Вынесенное несимметричное сечение
|
Рис. 6. Вынесенное сечение
Если секущая плоскость проходит через ось отверстия или углубления, являющихся поверхностями вращения (цилиндрические, конические, сферические), то контур этого отверстия или углубления показывают полностью (рис. 8).
Располагать сечение на оси, совпадающей со следом секущей плоскости допускается только для симметричных сечений (рис. 7).Для нескольких одинаковых сечений, относящихся к одному предмету, линию сечения обозначают одной буквой и вычерчивают одно сечение, например сечение А-А (рис. 7).
Если линии контура расположены под углом 450 к линиям рамки чертежа, то линии штриховки проводят под углом 300 или 600. Линии штриховки наносят с наклоном влево или вправо, но в одну и ту же сторону на всех сечениях, относящихся к одной детали (рис.37).
Рис. 7. Изображение сечений
Рис. 8. Контур «круглых» отверстий в сечении
ПРИМЕР
Задание «Сечения» выполняется на формате А4. Перед выполнением задания необходимо изучить ГОСТ 2.305-68, раздел «Сечения». Перечертив задание по варианту – две детали: вал и деталь с фасонным профилем, следует выполнить необходимые сечения. Так как размеры в задании не указаны, допускается самостоятельно определять глубину отверстий, ширину пазов и т.д.
Знаки препинания: Знак раздела
Знак раздела, также называемый серебристым вороном, представляет собой типографский знак, используемый для ссылки на определенный раздел документа. Его форма происходит от двойной буквы «s», что на латыни означает signum sectionis (что означает «символ раздела»).
Символ происходит от старых писцов, где ручное написание двух соединенных букв «s» привело к появлению множества различных форм. Это разнообразие все еще сохраняется в типографской практике, поэтому у шрифтового дизайнера есть возможность поиграть (изображение заголовка показывает разницу между знаком раздела для FS Siena черным цветом и FS Brabo розовым).Это может быть результатом смешения двух форм «s», но символ раздела должен выделяться, быть заметным как символ и не слишком похож на букву «s». Это может быть забавный персонаж для рисования, но также может быть кошмар. Любой, кто разработал шрифт, знает, что получение правильной формы «s» – сложная задача. А затем вы переходите к серебру, и это вдвойне неприятно – вы объединяете две формы “s”. Получить элегантный и гармоничный дизайн может быть непросто. Хорошие дизайнеры шрифтов должны обращать внимание на каждый символ шрифта, а когда дело доходит до знака раздела, вы можете потратить дни на совершенствование его изгибов, а затем редко увидеть его в использовании.
Чаще всего встречается в юридических документах (рядом с пилкой) при цитировании пронумерованных или буквенных разделов и уставов:
См. Документ A, § 122.
После знака раздела стоит номер, поэтому рекомендуется использовать неразрывный пробел сразу после него, чтобы убедиться, что символ и номер не разделены на двух разных строках. При ссылке на несколько разделов необходимо удвоить:
См. Документ A, §§ 122–125.
В редких случаях его можно использовать для ссылки на сноску, когда звездочка (*), кинжал (†) и двойной кинжал (‡) уже используются на странице.
* Интересный факт: измененная версия знака раздела используется во всей видеоигре The Sims в качестве символа фиктивной валюты Симолеона.
Наложение и интерференция | Физика
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Объясните стоячие волны.
- Опишите математическое представление обертонов и частоты ударов.
Рис. 1. Эти волны возникают в результате наложения нескольких волн из разных источников, образующих сложную картину. (Источник: Уотерборо, Wikimedia Commons)
Большинство волн не выглядят очень простыми. Они больше похожи на волны на рисунке 1, чем на простую водную волну, рассмотренную в Waves. (Простые волны могут быть созданы простым гармоническим колебанием и, следовательно, иметь синусоидальную форму).Сложные волны интереснее, даже красивее, но выглядят грозно. Большинство волн кажутся сложными, потому что они возникают в результате сложения нескольких простых волн. К счастью, правила добавления волн довольно просты.
Когда две или более волны прибывают в одну и ту же точку, они накладываются друг на друга. Более конкретно, возмущения волн накладываются друг на друга, когда они собираются вместе – явление, называемое суперпозицией . Каждому возмущению соответствует сила, а силы складываются.Если возмущения расположены вдоль одной и той же линии, то результирующая волна представляет собой простое сложение возмущений отдельных волн, то есть их амплитуды складываются. На рисунках 2 и 3 показано наложение в двух особых случаях, оба из которых дают простые результаты.
На рисунке 2 показаны две идентичные волны, приходящие в одну и ту же точку точно по фазе. Гребни двух волн точно выровнены, как и впадины. Эта суперпозиция дает чистую конструктивную интерференцию .Поскольку помехи складываются, чистая конструктивная интерференция создает волну, которая имеет двойную амплитуду, чем отдельные волны, но имеет ту же длину волны.
На рис. 3 показаны две идентичные волны, которые приходят точно в противофазе, то есть точно выровнены от гребня к впадине, создавая чистую деструктивную интерференцию . Поскольку для этой суперпозиции возмущения имеют противоположное направление, результирующая амплитуда равна нулю для чистой деструктивной интерференции – волны полностью гасятся.
Рис. 2. Чистая конструктивная интерференция двух идентичных волн дает одну с удвоенной амплитудой, но той же длины волны.
Рис. 3. Чистая деструктивная интерференция двух идентичных волн дает нулевую амплитуду или полное подавление.
Рис. 4. Суперпозиция неодинаковых волн обнаруживает как конструктивную, так и деструктивную интерференцию.
Хотя чисто конструктивная и чисто деструктивная интерференции действительно возникают, они требуют точно совмещенных идентичных волн.Наложение большинства волн создает комбинацию конструктивной и деструктивной интерференции и может меняться от места к месту и время от времени. Например, звук из стереосистемы может быть громким в одном месте и тихим в другом. Различная громкость означает, что звуковые волны частично конструктивно и частично деструктивно складываются в разных местах. В стереосистеме есть как минимум два динамика, создающие звуковые волны, которые могут отражаться от стен. Все эти волны накладываются друг на друга. Примером звуков, которые со временем меняются от конструктивных до разрушительных, является комбинированный вой самолетов, слышимый неподвижным пассажиром.Комбинированный звук может колебаться вверх и вниз по громкости, поскольку звук от двух двигателей изменяется во времени от конструктивного до разрушительного. Эти примеры относятся к аналогичным волнам. Пример суперпозиции двух разнородных волн показан на рисунке 4. Здесь снова возмущения складываются и вычитаются, создавая более сложную волну.
Стоячие волны
Иногда кажется, что волны не двигаются; скорее, они просто вибрируют на месте. Неподвижные волны можно увидеть, например, на поверхности стакана с молоком в холодильнике.Вибрация двигателя холодильника создает волны на молоке, которые колеблются вверх и вниз, но не движутся по поверхности. Эти волны образуются наложением двух или более движущихся волн, как показано на рисунке 5 для двух идентичных волн, движущихся в противоположных направлениях. Волны движутся друг через друга, и их возмущения добавляются по мере прохождения. Если две волны имеют одинаковую амплитуду и длину волны, то они чередуются между конструктивной и деструктивной интерференцией.Результирующая волна выглядит как стоячая волна и, таким образом, называется стоячей волной . Волны на стакане молока – один из примеров стоячих волн. Есть и другие стоячие волны, например, на гитарных струнах и органных трубах. В стакане с молоком две волны, которые создают стоячие волны, могут возникать из-за отражений от стенок стакана.
Более пристальный взгляд на землетрясения дает доказательства условий, подходящих для резонанса, стоячих волн, а также конструктивных и деструктивных помех.Здание может подвергаться вибрации в течение нескольких секунд с частотой возбуждения, соответствующей частоте собственной вибрации здания, что вызывает резонанс, в результате которого одно здание рушится, а соседние – нет. Часто здания определенной высоты разрушаются, в то время как другие более высокие здания остаются нетронутыми. Высота здания соответствует условию создания стоячей волны для данной высоты. Поскольку волны землетрясения распространяются по поверхности Земли и отражаются от более плотных горных пород, в определенных точках возникает конструктивная интерференция.Часто области, расположенные ближе к эпицентру, не повреждаются, в то время как более удаленные участки повреждены.
Рис. 5. Стоячая волна, созданная суперпозицией двух одинаковых волн, движущихся в противоположных направлениях. Колебания происходят в фиксированных точках пространства и являются результатом попеременного конструктивного и деструктивного воздействия.
Стоячие волны также встречаются на струнах музыкальных инструментов и возникают из-за отражения волн от концов струны. На рисунках 6 и 7 показаны три стоячие волны, которые могут быть созданы на струне, закрепленной на обоих концах. Узлы – это точки, в которых струна не движется; в более общем смысле, узлы – это места, где волновое возмущение в стоячей волне равно нулю. Фиксированные концы струн тоже должны быть узлами, потому что струна не может там перемещаться. Слово пучность используется для обозначения места максимальной амплитуды стоячих волн. Стоячие волны на струнах имеют частоту, которая связана со скоростью v w возмущения на струне. Длина волны λ определяется расстоянием между точками фиксации струны.
Самая низкая частота, называемая основной частотой , соответствует наибольшей длине волны, которая, как видно, составляет λ 1 = 2 L . Следовательно, основная частота равна [латекс] f_1 = \ frac {v _ {\ text {w}}} {\ lambda_ {1}} = \ frac {v _ {\ text {w}}} {2L} \\ [/ латекс]. В этом случае обертонов или гармоник кратны основной частоте. Как видно на рисунке 7, первую гармонику можно легко вычислить, поскольку λ 2 = L .Таким образом, [латекс] f_2 = \ frac {v _ {\ text {w}}} {\ lambda_ {2}} = \ frac {v _ {\ text {w}}} {2L} = 2f_1 \\ [/ latex] . Аналогично f 3 = 3 f 1 и т. Д. Все эти частоты можно изменить, регулируя натяжение струны. Чем больше напряжение, тем больше v w и тем выше частоты. Это наблюдение знакомо каждому, кто когда-либо наблюдал настройку струнного инструмента. В следующих главах мы увидим, что стоячие волны имеют решающее значение для многих резонансных явлений, таких как звуковые ящики на струнных инструментах.
Рис. 6. На рисунке показана струна, колеблющаяся на своей основной частоте.
Рисунок 7. Показаны частоты первой и второй гармоник.
ударов
При ударе по двум соседним клавишам пианино возникает комбинация трелей, которая обычно считается неприятной. Виной всему наложение двух волн одинаковых, но не одинаковых частот. Другой пример часто заметен в реактивных самолетах, особенно двухмоторных, при рулении.Комбинированный звук двигателей повышается и понижается по громкости. Эта переменная громкость происходит из-за того, что звуковые волны имеют похожие, но не идентичные частоты. Несогласованные трели фортепьяно и колеблющаяся громкость шума реактивного двигателя происходят из-за попеременно конструктивной и деструктивной интерференции, когда две волны входят и выходят из фазы. Рисунок 8 иллюстрирует это графически.
Рис. 8. Биения возникают в результате наложения двух волн немного разных частот, но одинаковых амплитуд.Волны чередуются во времени между конструктивной интерференцией и деструктивной интерференцией, придавая результирующей волне изменяющуюся во времени амплитуду.
Волна, возникающая в результате наложения двух волн одинаковой частоты, имеет среднюю частоту. Эта волна колеблется по амплитуде, или биений , с частотой, называемой частотой биений . Мы можем определить частоту биений, сложив две волны математически. Обратите внимание, что волна может быть представлена в одной точке пространства как [латекс] x = X \ cos \ left (\ frac {2 \ pi {t}} {T} \ right) = X \ cos \ left (2 \ pi {ft} \ right) \\ [/ latex], где [latex] f = \ frac {1} {T} \\ [/ latex] – частота волны.Сложение двух волн с разными частотами, но с одинаковыми амплитудами дает результат x = x 1 + x 2 . Более конкретно, x = X cos (2π f 1 t ) + X cos (2π f 2 t ).
Используя тригонометрическое тождество, можно показать, что x = 2 X cos (π f B t ) cos (2π f ave t ), где f B = | f 1 – f 2 | – частота биений, а f средн. – среднее значение f 1 и f 2 .Эти результаты означают, что результирующая волна имеет в два раза большую амплитуду и среднюю частоту двух наложенных волн, но она также колеблется по общей амплитуде на частоте биений f B . Первый член косинуса в выражении фактически заставляет амплитуду увеличиваться и уменьшаться. Второй член косинуса – это волна с частотой f ср . Этот результат действителен для всех типов волн. Однако, если это звуковая волна, при условии, что две частоты похожи, то мы слышим среднюю частоту, которая становится все громче и тише (или трется) на частоте биений.
Установление связей в карьере
Настройщики фортепиано постоянно используют биты в своей работе. Сравнивая ноту с камертоном, они прислушиваются к ударам и регулируют струну, пока удары не исчезнут (до нулевой частоты). Например, если камертон имеет частоту 256 Гц и слышны два удара в секунду, тогда другая частота будет 254 или 258 Гц. Большинство клавиш воздействуют на несколько струн, и эти струны фактически регулируются до тех пор, пока они не будут иметь почти одинаковую частоту и дать медленный ритм для насыщенности.Двенадцатиструнные гитары и мандолины также настроены с использованием битов.
Хотя биты иногда могут раздражать слышимые звуки, мы обнаружим, что у битов есть много применений. Наблюдение за биениями – очень полезный способ сравнить похожие частоты. Существуют такие очевидные применения биений, как ультразвуковая визуализация и радарные ловушки скорости.
Проверьте свое понимание
Часть 1
Представьте, что вы держите один конец скакалки, а ваш друг держит другой.Если ваш друг держит свой конец неподвижно, вы можете двигать концом вверх и вниз, создавая поперечную волну. Если ваша подруга затем начнет двигать концом вверх и вниз, создавая волну в противоположном направлении, какие формы волны вы ожидаете увидеть в скакалке?
Решение
Веревка будет попеременно иметь волны с амплитудой, в два раза превышающей исходную, и достигать равновесия без амплитуды вообще. Использование длин волн приведет как к конструктивной, так и к деструктивной интерференции
Часть 2
Определите узлы и пучности.
Решение
Узлы – это области волновой интерференции, где нет движения. Пучины – это области интерференции волн, где движение достигает максимальной точки.
Часть 3
Вы подключаете стереосистему. Когда вы тестируете систему, вы замечаете, что в одном углу комнаты звуки кажутся глухими. В другом месте звуки кажутся слишком громкими. Опишите, как звук, движущийся по комнате, может вызвать эти эффекты.
Решение
Когда несколько динамиков излучают звуки в комнату, и эти звуки отражаются от стен, неизбежно возникнет некоторая интерференция волн.В унылых местах вмешательство, вероятно, в основном деструктивное. В более громких областях помехи, вероятно, в основном конструктивные.
Исследования PhET: волновые помехи
Создавайте волны из крана, аудиосистемы или лазера! Добавьте второй источник или пару щелей для создания интерференционной картины.
Щелкните, чтобы загрузить симуляцию. Запускать на Java.
Сводка раздела
- Суперпозиция – это комбинация двух волн в одном месте.
- Конструктивная интерференция возникает, когда две идентичные волны накладываются друг на друга по фазе.
- Деструктивная интерференция возникает, когда две идентичные волны накладываются точно в противофазе.
- Стоячая волна – это волна, в которой две волны накладываются друг на друга, образуя волну, которая различается по амплитуде, но не распространяется.
- Узлы – это точки неподвижности в стоячих волнах.
- Пучность – это место максимальной амплитуды стоячей волны.
- Волны на струне – это резонансные стоячие волны с основной частотой, которые могут возникать на частотах, кратных основной, называемых обертонами или гармониками.
- Биения возникают при наложении волн одинаковой частоты f 1 и f 2 . Результирующая амплитуда колеблется с частотой биений, равной f B = | f 1 – f 2 |.
Концептуальные вопросы
- Громкоговорители в стереосистемах имеют две клеммы с цветовой кодировкой, указывающие, как подключать провода. Если провода перепутаны, динамик движется в направлении, противоположном направлению правильно подключенного динамика.Объясните, почему важно, чтобы оба динамика были подключены одинаково.
Задачи и упражнения
- Автомобиль имеет два рожка, один из которых излучает частоту 199 Гц, а другой излучает частоту 203 Гц. Какую частоту биений они производят?
- Молоток среднего до фортепиано ударяет по двум струнам, производя удары с частотой 1,50 Гц. Одна из струн настроена на 260,00 Гц. Какие частоты могла быть у другой струны?
- Удар по двум камертонам с частотами 460 и 464 Гц происходит одновременно.Какую среднюю частоту вы будете слышать и какова будет частота ударов?
- Сдвоенные реактивные двигатели на самолете издают звук средней частотой 4100 Гц с частотой биений 0,500 Гц. Каковы их индивидуальные частоты?
- Волна, распространяющаяся по Slinky®, растянутая на 4 м, проходит за 2,4 с, чтобы преодолеть длину Slinky и вернуться обратно. а) Какова скорость волны? (б) Используя тот же Слинки, растянутый до той же длины, создается стоячая волна, которая состоит из трех пучностей и четырех узлов.С какой частотой должен колебаться Slinky?
- Удар по трем соседним клавишам фортепиано (фа, фа-диез и соль) одновременно составляет 349, 370 и 392 Гц. Какие частоты биений дает эта несогласованная комбинация?
Глоссарий
пучность: место максимальной амплитуды в стоячих волнах
частота биений: частота амплитудных колебаний волны
конструктивная интерференция: когда две волны приходят в одну и ту же точку точно по фазе; то есть гребни двух волн точно совмещены, как и впадины
деструктивная интерференция: когда две идентичные волны приходят в одну и ту же точку точно в противофазе; то есть точно совмещенный гребень с желобом
основная частота: самая низкая частота периодического сигнала
узлов: точек, в которых струна не двигается; в более общем смысле, узлы – это места, где волновое возмущение равно нулю в стоячей волне
обертонов: кратных основной частоте звука
суперпозиция: явление, которое возникает, когда две или более волны достигают одной и той же точки
Избранные решения проблем и упражнения
1. f = 4 Гц
3. 462 Гц, 4 Гц
5. (а) 3,33 м / с; (б) 1,25 Гц
Наложение– ГИС Вики | Энциклопедия ГИС
источник: Westfield State University [1]Наложение – это операция ГИС, которая накладывает несколько наборов данных (представляющих разные темы) вместе с целью определения взаимосвязей между ними. [2] . Наложение создает составную карту, комбинируя геометрию и атрибуты входных наборов данных.В большинстве программ ГИС доступны инструменты для наложения векторных или растровых данных.
До использования компьютеров аналогичный эффект был достигнут Ианом МакХаргом и другими, нарисовав карты одной и той же местности в одном масштабе на прозрачном пластике и фактически положив их друг на друга.
Наложение векторных данных
Наложения объектов из векторных данных создаются, когда один векторный слой (точки, линии или многоугольники) объединяется с одним или несколькими другими векторными слоями, покрывающими ту же область точками, линиями и / или многоугольниками.В результате создается новый слой, который объединяет геометрию и атрибуты входных слоев.
Примером наложения векторных данных может быть слой водораздела и наложение на него слоя округов. Результат покажет, какие части каждого водораздела находятся в каждом округе.
Функции наложения полигонов
Сравнение операций наложения полигоновРазличные программные пакеты ГИС предлагают множество инструментов наложения полигонов, часто с разными названиями. Из них следующие три наиболее часто используются для самых разных целей:
- Пересечение, где результат включает в себя все те части многоугольника, которые встречаются на обоих входных слоях, а все остальные части исключаются.Это примерно аналогично AND в логике и умножению в арифметике.
- Union, где результат включает в себя все те части многоугольника, которые встречаются в A или B (или в обоих), так же как и сумма всех частей как A, так и B. опознаваемый. Это примерно аналогично ИЛИ в логике и сложении в арифметике.
- Вычитание, также известное как разница или стирание, когда результат включает только те части многоугольника, которые встречаются в одном слое, но не встречаются в другом.Это примерно аналогично AND NOT в логике и вычитанию в арифметике.
Остальные используются реже и в более узком диапазоне приложений. Если инструмент недоступен, все это можно получить из первых трех за два или три шага.
- Симметричная разность, также известная как Исключительное ИЛИ, которая включает многоугольники, которые встречаются в одном из слоев, но не в обоих. Он может быть получен как (A объединение B) вычитание (A пересекает B) или (A вычитает B) объединение (B вычитает A).По логике это примерно аналог XOR.
- Идентификация охватывает экстент одного из двух слоев, при этом геометрия и атрибуты объединяются в области, где они перекрываются. Это может быть получено как (A вычитает B) объединение (A пересекает B).
- Обложка, также известная как «Обновление», аналогична объединению по протяженности, но в области перекрытия двух слоев сохраняется только геометрия и атрибуты одного из слоев. Это называется «покрытие», потому что похоже, что один слой покрывает другой; он называется «обновлением», потому что его чаще всего используют, когда покрывающий слой представляет недавние изменения, которые должны заменить полигоны в исходном слое, например, новые районы зонирования.Это может быть получено как объединение (B вычитает A).
- Клип содержит тот же общий экстент, что и пересечение, но сохраняет только геометрию и атрибуты одного из входных слоев. Чаще всего используется для обрезки одного слоя многоугольником, представляющим интересующую область для данной задачи. Это может быть получено как вычитание A (вычитание B).
Важно отметить, что эти функции могут изменять исходные многоугольники и линии на новые многоугольники и линии и их атрибуты [3] .
Наложение с растровыми данными
Основная статья: Алгебра картНаложение растра включает два или более различных набора данных, которые происходят из общей сетки. Отдельным наборам данных обычно даются числовые значения. Затем эти значения математически объединяются вместе, чтобы создать новый набор значений для одного выходного слоя [4] . Наложение растра часто используется для создания поверхностей риска, оценок устойчивости, оценок стоимости и других процедур. Примером наложения растра может быть разделение среды обитания исчезающих видов на сетку с последующим получением данных для нескольких факторов, которые влияют на среду обитания, а затем создание поверхности риска, чтобы проиллюстрировать, какие участки среды обитания нуждаются в защите больше всего.
Свод концепций ГИС и Т
Оверлей рассматривается в разделе AM4-2 Свода знаний ГИСиТ 2006 года.
Внешние ссылки
Наложение (анализ) Справка ArcGIS 10.2 Desktop.
Идентификация (анализ) Справка ArcGIS 10.2 Desktop.
Пересечение (анализ) Справка ArcGIS 10.2 Desktop.
Симметричная разница (анализ) Справка ArcGIS 10.2 Desktop.
Union (Анализ) Справка ArcGIS 10.2 Desktop.
Список литературы
- Петерсон, Др.Майкл П., Функции анализа ГИС , GEOG 4050/8056: Географические информационные системы I, Университет Омахи. , по состоянию на 20 сентября 2011 г. .
Банкноты
- ↑ [1]
- ↑ Кларк, Кит (1997) Начало работы с географическими информационными системами, Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Прентис Холл.
- ↑ [2] термины и определения взяты непосредственно из источника
- ↑ «Анализ наложений» Электронная справка ArcGIS Desktop 10.2 Доступ 11 сентября 2013 г. .
Анализ производительности и оптимальное распределение мощности для линейных приемников на основе наложенного обучения | EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking
Приложение 1
Доказательство теоремы 1
В дальнейшем мы предлагаем определить асимптотическое распределение шума постобработки каждой записи матрицы Δ W т . Фактически, запись ( i , j ) Δ W t задается как
ΔWti, j = −hi # ΔHtwj + hi # IK − ΔHtH # v2, j + h ~ iΔHtHΠv2, j,
, гдеhi # и h ~ i обозначают i -ю строку H # и ( H H H ) −1 соответственно и w j и v 2, j обозначают j -е столбцы W t и V 2 соответственно.Для моделей H , V 1 и W т , ( Δ W т ) i , j – гауссовская случайная величина со средним значением, равным −hi # ΔHtwj, и дисперсией
σw, K2 = σv2hi # −hi # ΔHtH # + h ~ iΔHtHΠ × hi # H − H # HΔHtHhi # H + ΠΔHth ~ iH.
Поскольку наше доказательство будет основано на подходе «характеристической функции», мы сначала напомним выражение характеристической функции для сложных случайных величин:
Теорема 3
Пусть X n – комплексная гауссовская случайная величина со средним значением m X , n и дисперсией σX, n2, так что E (Xn − mX, n) 2 = 0.Тогда X n можно рассматривать как двумерную случайную величину, соответствующую ее действительной и мнимой частям. Характеристическая функция X n , следовательно, определяется как
Eexpȷℜ (z ∗ Xn) = expȷℜz ∗ mX, n × exp − 14 | z | 2σX, n2.
Применяя теорему 3, условную характеристическую функцию ( Δ W ) i , j можно записать как
Eexpȷℜz ∗ ΔWti, j | V1, H, Wt = exp − ȷℜz ∗ Привет # ΔHtwjexp − 14 | z | 2σw, K2.
(25)
Чтобы удалить ожидание условия на V 1 и W t , нужно доказать, что σw, K2 почти наверняка сходится к детерминированной величине. Фактически, σw, K2 можно разложить следующим образом:
σw, K2 = σv2hi # hi # H + σv2hi # ΔHtHHH − 1ΔHthi # −2σv2ℜhi # ΔHtHH − 1hi # + σv2h ~ iΔHHtΠΔHth ~ iH.
Пусть
Aσ, K = σv2hi # ΔHtHHH − 1ΔHtHhi # HBσ, K = σv2h ~ iΔHHtΠΔHth ~ iHεσ, K = hi # ΔHtHHH − 1hi # H.
Предельное поведение A σ , K может быть получено с использованием следующих известных результатов, описывающих асимптотическое поведение важного класса квадратичных форм:
Лемма 3
[17, лемма 2.7] Пусть x = [ X 1 , ⋯, X N ] T – вектор N × 1, где X n по центру i.я бы. комплексные случайные величины с единичной дисперсией. Пусть A будет детерминированной комплексной матрицей N × N . Тогда для любого p ≥2 существует константа C p зависит только от p , так что
E1NxHAx − 1NTr (A) p≤CpNpE | X1 | 4TrAAHp / 2 + E | X1 | 2pTrAAHp / 2.
(26)
Обратите внимание, что Tr ( A A H ) ≤ N ∥ A ∥ 2 и что Tr (( A A H ) 38 ) ≤ N ∥ A ∥ p , получаем более простое неравенство
E1NxHAx − 1NTr (A) p≤CpNp / 2∥A∥pE | X1 | 2p / 2 + E | X1 | 2p .
(27)
Следовательно, если A и x имеют конечную спектральную норму и конечный восьмой момент, соответственно, мы можем заключить, используя лемму Бореля-Кантелли, о почти сходимости квадратичной формы 1NxHAx, что дает следующее следствие:
Следствие 1
Пусть x = [ X 1 , ⋯, X N ] T – вектор N × 1, где элементы x i по центру i.я бы. комплексные случайные величины с единичной дисперсией и конечным восьмым порядком. Пусть A будет детерминированной комплексной матрицей N × N с ограниченной спектральной нормой. Тогда
1NxHAx − 1NTr (A) → 0 почти наверняка.
По следствию 1 асимптотика A σ , K тогда определяется как
Aσ, K − σv2HHH − 1i, iN1σP2TrHHH − 1 → 0 почти наверняка.
Поскольку 1KTrHHH − 1 асимптотически сходится к 1c2−1 при стремлении размерностей к бесконечности [18], мы получаем
Aσ, K − c1 (1 + r) σv4 (c2−1) σPt2HHH − 1i, i → 0.
Обратите внимание, что теорема 1 может быть применена, поскольку наименьшее собственное значение матрицы Уишарта ( H H ) почти наверняка равномерно отделено от нуля соотношением (1 – c2) 2> 0 [19].
Перед определением предельного поведения B σ , K нам понадобится следующая лемма:
Лемма 4
Пусть Y = 1Kyi, ji = 1, j = 1M, K будет M × K с гауссовскими записями iid. Тогда в асимптотическом режиме
M, K → ∞, таком, что MK → c2> 1,
, мы имеем
YHY − 2i, i − c2c2−1YHY − 1i, i2 → 0.
Доказательство
Без ограничения общности мы можем ограничить наше доказательство случаем, когда i = 1. Пусть y 1 , ⋯, y K обозначают столбцы Y . Матрица Y H Y тогда определяется как
YHY = y1Hy1y1Hy2 ⋯ y1HyK ⋮⋮ yKHy1yKHy2 ⋯ yKHyK.
Let v y = [[( Y H Y ) −1 ] 1,2 , ⋯, [( Y H Y ) −1 ] 1, K ].Тогда, используя формулу обращения блочных матриц, получаем
vy = −YHY − 11,1y1HY ~ Y ~ Y ~ −1,
, где Y ~ = y2, ⋯, yK.
С другой стороны,
YHY − 21,1 = YHY − 11,12 + vyvyH = YHY − 11,12 × 1 + y1HY ~ Y ~ HY ~ −2Y ~ Hy1.
Используя следствие 1, мы имеем
y1HY ~ Y ~ HY ~ −2Y ~ Hy1−1KTrY ~ HY ~ −1 → 0 почти наверняка.
Поскольку 1KTrY ~ HY ~ −1 почти наверняка стремится к 1c2−1, мы получаем желаемый результат. □
Теперь мы можем работать с термином B σ , K .Используя следствие 1, получаем
Bσ, K − σv4 (M − K) N1σP2HHH − 2i, i → 0 почти наверняка.
Следовательно,
Bσ, K − σv4c1 (c2−1) (1 + r) σP2HHH − 2i, i → 0 почти наверняка.
Используя лемму 4, получаем, что
Bσ, K − σv4c1c2 (1 + r) σP2HHH − 1i, i2 → 0 почти наверняка.
Можно показать, что [( H H H ) −1 ] i , i почти наверняка сходится к1c2−1 (его обратное значение – среднее независимых случайных величин [ 12]).Тогда
Bσ, K − σv4c1c2 (1 + r) σP2 (c2−1) HHH − 1i, i → 0 почти наверняка.
Чтобы доказать почти верную сходимость к нулю ε σ , K , мы будем основываться на следующем результате об асимптотическом поведении взвешенных средних:
Теорема 4
Почти надежная сходимость средних взвешенных [20] Пусть a = [ a 1 , ⋯, a N ] T – последовательность из N × 1 детерминированных вещественных векторов с upN1NaNTaN <+ ∞.Пусть x N = [ x 1 , ⋯, x N ] представляет собой действительный случайный вектор N × 1 с i.i.d. записи, такие что Ex1 = 0 и E | x1 | <+ ∞. Следовательно, 1NaNTxN почти наверняка сходится к нулю, поскольку N стремится к бесконечности.
Эта теорема доказана в [20] для вещественных переменных. Поскольку нас интересует асимптотическая сходимость действительной части ε σ , K , можно перенести нашу задачу в реальный случай.Действительно, пусть x = V1Hhi # anda = PtHHHH − 1hi #, тогда ℜ ( ε σ , K ) определяется как
ℜεσ, K = 1N1σP2ℜ (xHa).
Let a r и x r ( a i и x i соответственно) обозначают действительные части (соответственно мнимые части) A, и x .Тогда
ℜεσ, K = 1N1σP2arTxr − aiTxi.
Ссылаясь на теорему 4, сходимость к нулю ( ε σ , K ) обеспечивается, если 12N1arTar + aiTai = 12N1∥a∥22 конечно. Это почти наверняка так, поскольку
1N1σP2∥a∥22 = 1N1σP2TrPtHHHH − 1hi # hi # HHHH − 1hi # = hi # HHH − 2hi # H <∥HHH − 2∥2HHH − 1i, т.
Это приводит к
σw, K2 − σ ~ w, K2 → 0 почти наверняка,
где σ ~ w, K2 равно
σ ~ w, K2 = σv2HHH − 1i, i + c1 (c2 + 1) (1 + r) σv4 (c2−1) σP2HHH − 1i, т.
Подставляя σw, K2 его асимптотическим эквивалентом в (25), получаем
Eexpȷℜz ∗ ΔWti, j | H, Wt − Eexp − ȷℜz ∗ hi # ΔHtwj | W, H × exp − 14 | z | 2σ ~ w, K2 → 0 почти наверняка.
Также кондиционирование на W t и H , hi # ΔHtwj – гауссовская случайная величина с нулевым средним и дисперсией
σm, K2 = σv2N1σP2hi # wjHwjhi #.
Поскольку 1KwjHwj → σwt2 почти наверняка, мы получаем, что σm, K2 почти наверняка сходится к σ ~ m, K2, где
σ ~ m, K2 = c1 (1 + r) σv2σwt2σPt2HHH − 1i, i.
Используя тот факт, что характеристическая функция hi # ΔHtwj равна
Eexp − ȷℜz ∗ hi # ΔHtwj | W, H = exp − 14 | z | 2σm, K2,
, получаем, что условно на канале
Eexpȷℜz ∗ ΔWti, j − exp − 14 | z | 2σ ~ m, K2 + σ ~ w, K2 → 0 почти наверняка.
Мы завершаем доказательство, заметив, что σ ~ m, K2 + σ ~ w, K2 = σwt2δtHHH − 1i, i.
Приложение 2
Доказательство теоремы 2
Для схемы DDST матрица шума постобработки Δ W d задается как
ΔWd = −WJ − H # ΔHdWIN − J + H # −H # ΔHdH # VIN − J + HHH − 1ΔHdHΠVIN − J = −WJ − H # ΔHdWIN − J + H # VIN − J − H # ΔHdH # VIN − J + HHH − 1ΔHdHΠVIN − J.
Следовательно,
ΔWdi, j = −w ~ iJj − hi # VPHPPH − 1Wej − Jj + hi # Vej − Jj − hi # VPHPPH − 1H # Vej − Jj + h ~ iPPH − 1PVHΠVej − Jj,
где e j и J j обозначают j -ые столбцы I N и J соответственно, а w ~ i обозначает i -ю строку матрицы W .
Пусть v 1 = V ( e j – Дж Дж ) и v 2 = vec ( V ( P P H ) −1 P ).
Vectorv1T, v2TT – это гауссовский вектор. Поскольку Ev1v2H = 0, мы заключаем, что V 1 и V 2 независимы. Тогда V 1 и V 2 = V ( P P H ) −1 P H также являются независимыми. Кроме того, Ev1v1 = σv21 − KNIN.
Кондиционирование на V 2 , H и W , ( Δ W d ) i , j – гауссовская случайная величина со средним значением, равным −w ~ iJj − hi # V2Wej − Jj, и дисперсией σwd, N2, равной
σwd, N2 = Ehi # −hi # V2H # + h ~ iV2HΠ × v1v1Hhi # H − H # HV2Hhi # H + ΠV2h ~ iH | V2 = Ehi # v1v1hi # H + Ehi # V2H # v1v1H # HV2Hhi # H − 2Eℜhi # V2H # v1v1hi # H + σv2 (1 KN) h ~ iV2ΠV2 (h ~ i) H = (1 − KN) σv2HHH − 1i, i + σv2 (1 − KN) hi # V2HHH − 1V2hi # −2 (1 − KN) σv2ℜhi # V2H # hi # H + σv2 (1 − KN) h ~ iV2ΠV2 (h ~ i) H.
Используя те же методы, что и раньше, можно доказать, что
(1 − KN) σv2hi # V2HHH − 1V2hi # H − c1 (1 − c1) σv4 (c2−1) σP2HHH − 1i, i → 0 почти наверняка.
, а также
ℜhi # V2H # hi # H → 0 почти наверняка.
С другой стороны, мы имеем
σv2 (1 − c1) h ~ iV2HΠV2h ~ iH − c1σv4 (1 − c1) (M − K) NσP2HHH − 2i, i → 0 почти наверняка.
Так как HHH − 2 − c2c2−1HHH − 1i, i2 → 0 по лемме 4, получаем, что
σv2 (1 − c1) h ~ iV2HΠV2h ~ iH − σv4 (1 − c1) c1c2 (c2−1) HHH− 1i, i → 0.
Следовательно,
σwd, N2 − σ ~ wd, N2 → 0 почти наверняка,
где,
σ ~ wd, N2 = σv2 (1 − c1) + c1 (c2 + 1) (1 − c1) σv4 (c2−1) σPd2 × HHH − 1i, т.
Следовательно,
Eexpȷℜz ∗ ΔWi, j | H, W, V2 = Eexp − ȷℜz ∗ w ~ iJj + z ∗ hi # V2Wej − Jj | W, v2 × exp − 14 | z | 2σ ~ wd, N2.
Условие для W и H , w ~ iJj + hi # V2Wej − Jj – гауссовская случайная величина со средним значением, равным букве ~ iJj, и дисперсией σwm, N2, заданной как
σmd, N2 = Ehi # V2Wej− JjejH − JjHWHV2Hhi # H | W, H = σv2NσPd2HHH − 1i, т.е.jH − JjHWWHej − Jj.
Используя следствие 1, мы можем легко доказать, что
σmd, N2 − σ ~ md, N2 → 0 почти наверняка,
, где
σ ~ md, N2 = (1 − c1) σwd2σv2σPd2HHH − 1i, i.
Обусловливая только H , условная характеристическая функция удовлетворяет:
Eexpȷℜz ∗ ΔWdi, j | H − Eexp − jℜz ∗ w ~ iJj × exp − 14 | z | 2σ ~ wd, N2 + σ ~ md, N2 → 0.
Задавая структуру матрицы J , w ~ iJj включает в себя среднее от 1c1 симметрично-независимых и одинаково распределенных дискретных случайных величин, и, следовательно,
Eexp − jℜz ∗ w ~ i = ∑i = 1Qpiexpȷℜz ∗ αi,
, где Q – множество всех возможных значений W¯i, k = c1∑i = 11c1Wi, k, и p i – вероятность того, что W¯i, k принимает значение α i .
Следовательно,
Eexpȷℜz ∗ ΔWdi, j | H = ∑i = 1Qpiexpȷℜz ∗ αi × exp − 14 | z | 2σ ~ md, N2 + σwd, N2.
Завершим доказательство, отметив, что
σ ~ md, N2 + σwd, N2 = σwd2HH − 1i, iδd.
Формат wwPDB версии 3.3: Координатная секция
Координатная секция содержит набор атомарных координат, а также записи MODEL и ENDMDL.
Обзор
Запись MODEL определяет серийный номер модели, когда несколько моделей одной и той же структуры представлены в одной записи координат, как это часто бывает со структурами, определенными с помощью ЯМР.
Формат записи
КОЛОНКИ ТИП ДАННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ -------------------------------------------------- ------------------------------------- 1 - 6 Название записи "МОДЕЛЬ" 11–14 Целочисленный серийный номер Серийный номер модели.
Детали
- Эта запись используется только тогда, когда в записи фигурирует более одной модели. Обычно он используется в основном для структур ЯМР. Химическая связь должна быть одинаковой для каждой модели.Записи ATOM, HETATM, ANISOU и TER для каждой структуры модели и при необходимости чередуются между записями MODEL и ENDMDL.
- Нумерация моделей последовательная, начиная с 1.
- Все модели в осаждении должны быть наложены соответствующим образом, определенным автором, и должен использоваться только один метод наложения. Структуры из разных экспериментов или разные области структуры не должны накладываться друг на друга и откладываться в качестве моделей осаждения.
- Все модели в ансамбле ЯМР должны быть однородными – каждая модель должна иметь одни и те же атомы (водород и тяжелые атомы), последовательность и химический состав.
- Все модели в записи ЯМР должны иметь атомы водорода.
- Нанесение минимизированной средней структуры должно сопровождаться ансамблем и должно быть однородным с ансамблем.
- Модель не может содержать более 99 999 атомов. Если запись не содержит ансамбля моделей, она не может содержать более 99 999 атомов. Записи, выходящие за пределы этого предела количества атомов, должны быть разделены на несколько записей, каждая из которых содержит не более указанных выше пределов.
Проверка / проверка / контроль значений
Записи с несколькими моделями в записи NUMMDL проверяются для соответствующих пар записей MODEL / ENDMDL и для моделей с последовательной нумерацией.
Отношения с другими типами записей
Каждая МОДЕЛЬ должна иметь соответствующую запись ENDMDL.
Примеры
1 2 3 4 5 6 7 8 123456784567845678456784567845678456784567890 МОДЕЛЬ 1 АТОМ 1 N ALA A 1 11,104 6,134 -6,504 1,00 0,00 N АТОМ 2 CA ALA A 1 11,639 6,071 -5,147 1,00 0.00 С ... ... ... ... ... ... ATOM 293 1HG GLU A 18-14.861 -4,847 0,361 1,00 0,00 H ATOM 294 2HG GLU A 18 -13,518 -3,769 0,084 1,00 0,00 H TER 295 GLU A 18 ENDMDL МОДЕЛЬ 2 ATOM 296 N ALA A 1 10,883 6,779 -6,464 1,00 0,00 N АТОМ 297 CA ALA A 1 11,451 6,531 -5,142 1,00 0,00 C ... ... ...… ATOM 588 1HG GLU A 18 -13,363 -4,163 -2,372 1,00 0,00 H ATOM 589 2HG GLU A 18 -12,634 -3,023 -3,475 1,00 0,00 H TER 590 GLU A 18 ENDMDL
1 2 3 4 5 6 7 8 123456784567845678456784567845678456784567890 МОДЕЛЬ 1 АТОМ 1 Н ААЛА А 1 72.883 57,697 56,410 0,50 83,80 с.ш. АТОМ 2 CA AALA A 1 73,796 56,531 56,644 0,50 84,78 C АТОМ 3 C AALA A 1 74,549 56,551 57,997 0,50 85,05 C АТОМ 4 O AALA A 1 73,951 56,413 59,075 0,50 84,77 O ... ... ... HETATM37900 O AHOH 490-24,915 147,513 36,413 0,50 41,86 O HETATM37901 O AHOH 491-28,699 130,471 22,248 0,50 36,06 O ХЕТАТМ37902 О АНОН 492-33,309 184.488 26,176 0,50 15,00 О ENDMDL МОДЕЛЬ 2 АТОМ 1 Н БАЛА А 1 72,883 57,697 56,410 0,50 83,80 Н АТОМ 2 CA BALA A 1 73,796 56,531 56,644 0,50 84,78 С АТОМ 3 C BALA A 1 74,549 56,551 57,997 0,50 85,05 C АТОМ 4 О БАЛА А 1 73,951 56,413 59,075 0.50 84,77 O АТОМ 5 CB BALA A 1 74,804 56,369 55,453 0,50 84,29 С АТОМ 6 Н BASP A 2 75,872 56,703 57,905 0,50 85,59 Н АТОМ 7 CA BASP A 2 76,801 56,651 59,048 0,50 85,67 С АТОМ 8 C BASP A 2 76,283 57,361 60,309 0,50 84,80 C ...
Обзор
Записи ATOM представляют координаты атомов для стандартных аминокислот и нуклеотидов.Они также представляют заполненность и температурный фактор для каждого атома. Неполимерные химические координаты используют тип записи HETATM. Символ элемента всегда присутствует в каждой записи ATOM; заряд не является обязательным.
Изменения в записях ATOM / HETATM являются результатом стандартизации атомной и остаточной номенклатуры. Эта номенклатура описана в Словаре химических компонентов (https://ftp.wwpdb.org/pub/pdb/data/monomers).
Формат записи
КОЛОНКИ ТИП ДАННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ -------------------------------------------------- ----------------------------------- 1 - 6 Название записи «АТОМ» 7–11 Целочисленный серийный серийный номер Atom.13 - 16 Имя атома Имя атома. 17 Символьный altLoc Индикатор альтернативного местоположения. 18 - 20 Название остатка resName Название остатка. 22 символа chainID Идентификатор цепочки. 23 - 26 Целое число resSeq Порядковый номер остатка. 27 AChar iCode Код для вставки остатков. 31 - 38 Реальные (8.3) x Ортогональные координаты для X в Ангстремах. 39 - 46 Real (8.3) y Ортогональные координаты для Y в Ангстремах.47 - 54 Real (8.3) z Ортогональные координаты для Z в Ангстремах. 55 - 60 Реальная (6.2) вместимость Вместимость. 61 - 66 Реальный (6,2) tempFactor Температурный коэффициент. 77 - 78 Элемент LString (2) Символ элемента, выровненный по правому краю. 79 - 80 LString (2) charge Заряд на атоме.
Детали
- Записи ATOM для белков перечислены от амино до карбоксильного конца.
- Остатки нуклеиновой кислоты перечислены от 5 ‘до 3’ конца.
- Выравнивание однобуквенного имени атома, такого как C, начинается в столбце 14, а двухбуквенное имя атома, такого как FE, начинается в столбце 13.
- Номенклатура атома начинается с типа атома.
- Для полисахаридов заказ не указан.
- В идентификаторе цепочки используется непустой буквенно-цифровой символ.
- Список записей ATOM в цепочке завершается записью TER.
- Если в записи присутствует более одной модели, каждая модель разделяется записями MODEL и ENDMDL.
- AltLoc – это заполнитель для обозначения альтернативной формы. Альтернативная конформация может быть во всей полимерной цепи или нескольких остатках или частичном остатке (несколько атомов в одном остатке). Если атом представлен более чем в одной позиции, то для каждой атомной позиции должен использоваться непустой индикатор альтернативного местоположения. Внутри остатка всем атомам, которые связаны друг с другом в данной конформации, назначается один и тот же индикатор альтернативного положения. Есть два способа представления альтернативной конформации – либо на уровне атома, либо на уровне остатка (см. Примеры).
- Для атомов, которые находятся в альтернативных узлах, обозначенных индикатором альтернативного узла, при сортировке атомов в списке ATOM / HETATM используются следующие общие правила:
- В простом случае, когда задействовано несколько атомов или несколько остатков с альтернативными узлами, координаты появляются в записи одна за другой. - В случае больших разупорядоченных гетерогенных групп атомы каждого конформера перечислены вместе.
Проверка / Подтверждение / Контроль стоимости
Записи ATOM / HETATM проверяются на предмет формата файла PDB, информации о последовательности и упаковки.
Отношения с другими типами записей
Записи ATOM сравниваются с соответствующей базой данных последовательностей.Расхождения в последовательности появляются в записи SEQADV. Недостающие атомы аннотируются в примечаниях. Записи HETATM форматируются так же, как записи ATOM. Последовательность, подразумеваемая записями ATOM, должна быть идентична последовательности, приведенной в SEQRES, за исключением того, что остатки, не имеющие координат, например, из-за беспорядка, должны появляться в SEQRES.
Пример
1 2 3 4 5 6 7 8 123456784567845678456784567845678456784567890 АТОМ 32 N AARG A -3 11.281 86,699 94,383 0,50 35,88 с.ш. АТОМ 33 N BARG A -3 11,296 86,721 94,521 0,50 35,60 N АТОМ 34 CA AARG A -3 12,353 85,696 94,456 0,50 36,67 C ATOM 35 CA BARG A -3 12,333 85,862 95,041 0,50 36,42 С АТОМ 36 C AARG A -3 13,559 86,257 95,222 0,50 37,37 C АТОМ 37 C BARG A -3 12,759 86,530 96,365 0,50 36,39 C АТОМ 38 O AARG A -3 13,753 87,471 95,270 0,50 37.74 O АТОМ 39 О БАРГ А -3 12,924 87,757 96,420 0,50 37,26 О АТОМ 40 CB AARG A -3 12,774 85,306 93,039 0,50 37,25 С АТОМ 41 CB BARG A -3 13,428 85,746 93,980 0,50 36,60 C АТОМ 42 CG AARG A -3 11,754 84,432 92,321 0,50 38,44 С АТОМ 43 CG BARG A -3 12,866 85,172 92,651 0,50 37,31 C АТОМ 44 CD AARG A -3 11,698 84,678 90,815 0,50 38,51 С АТОМ 45 КД БАРГ А -3 13.374 85,886 91,406 0,50 37,66 С ATOM 46 NE AARG A -3 12,984 84,447 90,163 0,50 39,94 с.ш. ATOM 47 NE BARG A -3 12,644 85,487 90,195 0,50 38,24 с.ш. АТОМ 48 CZ AARG A -3 13,202 84,534 88,850 0,50 40,03 C АТОМ 49 CZ BARG A -3 13,114 85,582 88,947 0,50 39,55 C ATOM 50 Nh2AARG A -3 12,218 84,840 88,007 0,50 40,76 Нм АТОМ 51 Nh2BARG A -3 14,338 86,056 88,706 0,50 40.23 с.ш. ATOM 52 Nh3AARG A -3 14,421 84,308 88,373 0,50 40,45 с.ш.
1 2 3 4 5 6 7 8 123456784567845678456784567845678456784567890 АТОМ 32 N AARG A -3 11,281 86,699 94,383 0,50 35,88 N АТОМ 33 CA AARG A -3 12,353 85,696 94,456 0,50 36,67 C АТОМ 34 C AARG A -3 13,559 86,257 95,222 0,50 37,37 C АТОМ 35 O AARG A -3 13.753 87,471 95,270 0,50 37,74 О АТОМ 36 CB AARG A -3 12,774 85,306 93,039 0,50 37,25 С АТОМ 37 CG AARG A -3 11,754 84,432 92,321 0,50 38,44 С АТОМ 38 CD AARG A -3 11,698 84,678 90,815 0,50 38,51 С ATOM 39 NE AARG A -3 12,984 84,447 90,163 0,50 39,94 с.ш. АТОМ 40 CZ AARG A -3 13,202 84,534 88,850 0,50 40,03 C АТОМ 41 Nh2AARG A -3 12,218 84,840 88,007 0,50 40.76 с.ш. ATOM 42 Nh3AARG A -3 14.421 84.308 88.373 0.50 40.45 N ATOM 43 N BARG A -3 11,296 86,721 94,521 0,50 35,60 N АТОМ 44 CA BARG A -3 12,333 85,862 95,041 0,50 36,42 С АТОМ 45 С БАРГ А -3 12,759 86,530 96,365 0,50 36,39 С АТОМ 46 O БАРГ A -3 12,924 87,757 96,420 0,50 37,26 O АТОМ 47 CB BARG A -3 13,428 85,746 93,980 0,50 36,60 C ATOM 48 CG BARG A -3 12.866 85,172 92,651 0,50 37,31 С АТОМ 49 КД БАРГ А -3 13,374 85,886 91,406 0,50 37,66 С ATOM 50 NE BARG A -3 12,644 85,487 90,195 0,50 38,24 с.ш. ATOM 51 CZ BARG A -3 13,114 85,582 88,947 0,50 39,55 С АТОМ 52 Nh2BARG A -3 14,338 86,056 88,706 0,50 40,23 N
Обзор
Записи ANISOU представляют анизотропные температурные факторы.
Формат записи
КОЛОНКИ ТИП ДАННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ -------------------------------------------------- --------------- 1 - 6 Название записи "АНИСОУ" 7 - 11 Целочисленный серийный серийный номер Atom.13 - 16 Имя атома Имя атома. 17 символов altLoc Альтернативный индикатор местоположения 18 - 20 Название остатка resName Название остатка. 22 символа chainID Идентификатор цепочки. 23 - 26 Целое число resSeq Порядковый номер остатка. 27 AChar iCode Код вставки. 29 - 35 Целое число u [0] [0] U (1,1) 36 - 42 Целое число u [1] [1] U (2,2) 43 - 49 Целое число u [2] [2] U (3,3) 50 - 56 Целое число u [0] [1] U (1,2) 57 - 63 Целое число u [0] [2] U (1,3) 64 - 70 Целое число u [1] [2] U (2,3) 77 - 78 Элемент LString (2) Символ элемента, выровненный по правому краю.79 - 80 LString (2) charge Заряд на атоме.
Детали
- Столбцы 7–27 и 73–80 идентичны соответствующей записи ATOM / HETATM.
- Коэффициенты анизотропии температуры (столбцы 29–70) масштабированы с коэффициентом 10 ** 4 (Ангстремы ** 2) и представлены в виде целых чисел.
- Анизотропные температурные факторы хранятся в той же системе координат, что и записи атомных координат. Значения
- ANISOU указываются только в том случае, если они были предоставлены вкладчиком.
Проверка / Подтверждение / Контроль стоимости
Депонент предоставляет записи ANISOU, а wwPDB проверяет их формат.
Отношения с другими типами записей
Анизотропные температурные факторы связаны с соответствующими изотропными температурными факторами ATOM / HETATM как B (экв.), Как описано в разделах ATOM и HETATM.
Пример
1 2 3 4 5 6 7 8 123456784567845678456784567845678456784567890 АТОМ 107 N GLY A 13 12.681 37.302 -25.211 1.000 15.56 с.ш. ANISOU 107 N GLY A 13 2406 1892 1614 198 519-328 N АТОМ 108 CA GLY A 13 11.982 37.996 -26.241 1.000 16.92 C ANISOU 108 CA GLY A 13 2748 2004 1679-21 155-419 С АТОМ 109 C GLY A 13 11.678 39.447 -26.008 1.000 15,73 C ANISOU 109 C GLY A 13 2555 1955 1468 87 357-109 С АТОМ 110 О ГЛИЙ А 13 11,444 40,201 -26,971 1.000 20.93 O АНИСОУ 110 О ГЛИЙ А 13 3837 2505 1611 164-121 189 О АТОМ 111 N ASN A 14 11,608 39,863 -24,755 1,000 13,68 N АНИСОУ 111 Н АСН А 14 2059 1674 1462 27 244-96 Н
Отношения с другими типами записей
Стандартные отклонения для анизотропных температурных факторов связаны с соответствующими температурными факторами ATOM / HETATM ANISOU.
Пример
1 2 3 4 5 6 7 8 123456784567845678456784567845678456784567890 АТОМ 107 N GLY A 13 12.681 37.302 -25.211 1.000 15.56 с.ш. ANISOU 107 N GLY A 13 2406 1892 1614 198 519-328 N SIGUIJ 107 N GLY A 13 10 10 10 10 10 10 N АТОМ 108 CA GLY A 13 11.982 37.996 -26.241 1.000 16.92 C ANISOU 108 CA GLY A 13 2748 2004 1679-21 155-419 С SIGUIJ 108 CA GLY A 13 10 10 10 10 10 10 C АТОМ 109 C GLY A 13 11,678 39,447 -26,008 1,000 15.73 С ANISOU 109 C GLY A 13 2555 1955 1468 87 357-109 С SIGUIJ 109 C GLY A 13 10 10 10 10 10 10 C АТОМ 110 О ГЛИЙ А 13 11,444 40,201 -26,971 1,000 20,93 O АНИСОУ 110 О ГЛИЙ А 13 3837 2505 1611 164-121 189 О SIGUIJ 110 O GLY A 13 10 10 10 10 10 10 O АТОМ 111 N ASN A 14 11,608 39,863 -24,755 1,000 13,68 N АНИСОУ 111 Н АСН А 14 2059 1674 1462 27 244-96 Н SIGUIJ 111 N ASN A 14 10 10 10 10 10 10 N
Обзор
Запись TER указывает конец списка записей ATOM / HETATM для цепочки.
Формат записи
КОЛОНКИ ТИП ДАННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ -------------------------------------------------- ----------------------- 1 - 6 Название записи "TER" 7–11 Целочисленный серийный серийный номер. 18 - 20 Название остатка resName Название остатка. 22 символа chainID Идентификатор цепочки. 23 - 26 Целое число resSeq Порядковый номер остатка. 27 AChar iCode Код вставки.
Детали
- Каждая цепочка записей ATOM / HETATM, представленная в записях SEQRES, завершается записью TER.
- Записи TER находятся в секции координат записи и указывают последний остаток, представленный для каждого полипептида и / или цепи нуклеиновой кислоты, для которой определены координаты. Для белков остаток, определенный в записи TER, является карбокси-концевым остатком; для нуклеиновых кислот это 3′-концевой остаток.
- Для циклической молекулы выбор концов произвольный.
- Концевые атомы кислорода представлены как OXT для белков и как O5 ’или OP3 для нуклеиновых кислот. Эти атомы присутствуют только в том случае, если последний остаток в полимере действительно является последним остатком в SEQRES.
- Запись TER имеет то же имя остатка, идентификатор цепи, порядковый номер и код вставки, что и конечный остаток. Серийный номер записи TER на один номер больше серийного номера ATOM / HETATM, предшествующего TER.
Проверка / Подтверждение / Контроль стоимости
TER должен располагаться на конце карбоксильной группы или на конце цепи длиной 3 фута.Для белков обычно есть концевой кислород, обозначенный как OXT. Программа проверки проверяет наличие записей TER и OXT.
Отношения с другими типами записей
Название остатка, появляющееся в записи TER, должно совпадать с названием остатка непосредственно предшествующей записи ATOM или не относящейся к воде записи HETATM.
Пример
1 2 3 4 5 6 7 8 123456784567845678456784567845678456784567890 АТОМ 601 Н НОУ А 75-17.070 -16,002 2,409 1,00 55,63 с.ш. АТОМ 602 CA LEU A 75 -16,343 -16,746 3,444 1,00 55,50 C АТОМ 603 C НОУ A 75 -16,499 -18,263 3,300 1,00 55,55 C АТОМ 604 O LEU A 75 -16,645 -18,789 2,195 1,00 55,50 O ATOM 605 CB LEU A 75 -16,776 -16,283 4,844 1,00 55,51 C TER 606 LEU A 75 ... ... АТОМ 1185 О ЛЕУ Б 75 26.292 -4,310 16,940 1,00 55,45 O АТОМ 1186 CB LEU B 75 23,881 -1,551 16,797 1,00 55,32 C TER 1187 LEU B 75 HETATM 1188 h3 SRT A1076 -17,263 11,260 28,634 1,00 59,62 H HETATM 1189 HA SRT A1076 -19,347 11,519 28,341 1,00 59,42 H HETATM 1190 h4 SRT A1076 -17,157 14,303 28,677 1,00 58,00 H HETATM 1191 HB SRT A1076 -15,110 13,610 28.816 1,00 57,77 ч HETATM 1192 O1 SRT A1076 -17.028 11.281 31.131 1.00 62.63 O АТОМ 295 HB2 ALA A 18 4,601 -9,393 7,275 1,00 0,00 H АТОМ 296 HB3 ALA A 18 3,340 -9,147 6,043 1,00 0,00 H TER 297 ALA A 18 ENDMDL
Обзор
Неполимерные или другие «нестандартные» химические координаты, такие как молекулы или атомы воды, представленные в группах HET, используют тип записи HETATM.Они также представляют заполненность и температурный фактор для каждого атома. Записи ATOM представляют атомные координаты для стандартных остатков. Символ элемента всегда присутствует в каждой записи HETATM; заряд не является обязательным.
Изменения в записях ATOM / HETATM потребуют стандартизации номенклатуры атомов и остатков. Эта номенклатура описана в Словаре химических компонентов https://ftp.wwpdb.org/pub/pdb/data/monomers.
Формат записи
КОЛОНКИ ТИП ДАННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ -------------------------------------------------- --------------------- 1 - 6 Название записи "HETATM" 7–11 Целочисленный серийный серийный номер Atom.13 - 16 Имя атома Имя атома. 17 Символьный altLoc Индикатор альтернативного местоположения. 18 - 20 Название остатка resName Название остатка. 22 символа chainID Идентификатор цепочки. 23 - 26 Целое число resSeq Порядковый номер остатка. 27 AChar iCode Код для вставки остатков. 31 - 38 Действительные (8.3) x Ортогональные координаты для X. 39 - 46 Real (8.3) y Ортогональные координаты Y.47 - 54 Действительные (8.3) z Ортогональные координаты Z. 55 - 60 Реальная (6.2) вместимость Вместимость. 61 - 66 Реальный (6,2) tempFactor Температурный коэффициент. 77 - 78 Элемент LString (2) Символ элемента; по правому краю. 79 - 80 LString (2) charge Заряд на атоме.
Детали
- Координаты x, y, z даны в единицах Ангстрема.
- Для полисахаридов заказ не указан.
- См. Раздел HET этого документа относительно наименования гетерогенов.См. Словарь химических компонентов для получения информации об именах остатков, формулах и топологии HET-групп, которые уже появились в PDB (см. Https://ftp.wwpdb.org/pub/pdb/data/monomers).
- Если депонент предоставляет данные, то для температурного фактора указывается изотропное значение B.
- Если в ANISOU нет ни изотропных значений B, предоставленных осаждающим устройством, ни анизотропных температурных факторов, то для температурного фактора используется значение по умолчанию 0,0.
- Коды вставки и именование элементов полностью описаны в разделе ATOM этого документа.
Проверка / Подтверждение / Контроль стоимости
Программы обработкипроверяют записи ATOM / HETATM на предмет формата файла PDB, информации о последовательности и упаковки.
Отношения с другими типами записей
ЗаписиHETATM должны иметь соответствующие записи HET, HETNAM, FORMUL и CONECT, за исключением вод.
Пример
1 2 3 4 5 6 7 8 123456784567845678456784567845678456784567890 HETATM 8237 MG MG A1001 13.872 -2,555 -29,045 1,00 27,36 мг HETATM 3835 FE HEM A 1 17.140 3.115 15.066 1.00 14.14 FE HETATM 8238 S SO4 A2001 10,885 -15,746 -14,404 1,00 47,84 S HETATM 8239 O1 SO4 A2001 11,191 -14,833 -15,531 1,00 50,12 O HETATM 8240 O2 SO4 A2001 9,576 -16,338 -14,706 1,00 48,55 O HETATM 8241 O3 SO4 A2001 11,995 -16,703 -14,431 1,00 49,88 O HETATM 8242 O4 SO4 A2001 10,932 -15,073 -13.100 1,00 49,91 O
Обзор
Записи ENDMDL объединены с записями МОДЕЛИ для группировки отдельных структур, обнаруженных в записи координат.
Формат записи
КОЛОНКИ ТИП ДАННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ -------------------------------------------------- ---------------- 1 - 6 Название записи "ENDMDL"
Детали
- Записи MODEL / ENDMDL используются только тогда, когда в записи представлено более одной структуры, как это часто бывает с записями ЯМР.
- Все модели в записи с несколькими моделями должны представлять одну и ту же структуру.
- С каждой записью MODEL связана запись ENDMDL.
Проверка / Подтверждение / Контроль стоимости
Записи с несколькими структурами в записи NUMMDL проверяются для соответствующих пар записей MODEL / ENDMDL и для моделей с последовательной нумерацией.
Отношения с другими типами записей
Должна быть соответствующая запись МОДЕЛИ.
В случае записи ЯМР запись NUMMDL указывает количество структур модели, которые присутствуют в отдельной записи.
Пример
1 2 3 4 5 6 7 8 123456784567845678456784567845678456784567890 ...... ... ... ATOM 14550 1HG GLU 122 -14,364 14,787 -14,258 1,00 0,00 H ATOM 14551 2HG GLU 122 -13,794 13,738 -12,961 1,00 0,00 H TER 14552 GLU 122 ENDMDL МОДЕЛЬ 9 ATOM 14553 N SER 1-28.280 1,567 12,004 1,00 0,00 с.ш. АТОМ 14554 CA SER 1 -27,749 0,392 11,256 1,00 0,00 C ... ... ... ... ATOM 16369 1HG GLU 122 -3,757 18,546 -8,439 1,00 0,00 H АТОМ 16370 2HG GLU 122-3.066 17,166 -7,584 1,00 0,00 H TER 16371 GLU 122 ENDMDLОбследование растительности
, наложенное на карту округов Афины, Галлия, Хокинг, Мейгс, Морган, Винтон и Вашингтон, Огайо
Другие названия:
Карта с угловыми деревьями участков, обследованных компанией Ohio Land в 1792 году (диапазоны с VIII по XVI)Серия
/ Отчет №:
Государственный университет Огайо. Библиотека редких книг и рукописей. Исследование растительности Огайо Эдгара Нельсона Трансо. Афинский округ, ОгайоГосударственный университет Огайо. Библиотека редких книг и рукописей. Исследование растительности Огайо Эдгара Нельсона Трансо. Округ Галлия, Огайо
Государственный университет Огайо. Библиотека редких книг и рукописей. Исследование растительности Огайо Эдгара Нельсона Трансо. Округ Хокинг, Огайо
Государственный университет Огайо. Библиотека редких книг и рукописей. Исследование растительности Огайо Эдгара Нельсона Трансо.Округ Мейгс, Огайо
Государственный университет Огайо. Библиотека редких книг и рукописей. Исследование растительности Огайо Эдгара Нельсона Трансо. Округ Морган, Огайо
Государственный университет Огайо. Библиотека редких книг и рукописей. Исследование растительности Огайо Эдгара Нельсона Трансо. Округ Винтон, Огайо
Государственный университет Огайо. Библиотека редких книг и рукописей. Исследование растительности Огайо Эдгара Нельсона Трансо. Округ Вашингтон, Огайо
Аннотация:
Карта с изображением угловых деревьев секций, обследованных компанией Ohio Land в 1792 году (диапазоны с VIII по XVI).Карта прорисованная рукой на бумаге сетки. Цветная маркировка для обозначения местоположения деревьев и видов, добавленных Марсеной Гэлбрит Деннис.
Описание:
Цветные символы, обозначающие растительность, добавила Марсена Гальбрит Деннис.
Дата прорисовки карты: неизвестна.
Дата съемки: 1792 г.
Размер карты: 29,8 см x 34,3 см.
Размер листа: 43,4 см x 56,1 см.
Цвета: карта черными чернилами. Цветные символы: синий, красный, желтый и коричневый.
Масштаб: неизвестен.
Проекция: [Меркатор].
Репродукция: №
Ключ: Да.
Аннотация: подпись Марсены Гальбрет Деннис.
Место:
Округ Афин, ОгайоОкруг Галлия, Огайо
Округ Хокинг, Огайо
Округ Мейгс, Огайо
Округ Морган, Огайо
Округ Винтон, Огайо
Округ Вашингтон, Огайо
Тип:
КартаURI:
http://hdl.handle.net/1811/73689Права:
Этот объект может быть защищен авторским правом и доступен здесь для исследовательских и образовательных целей.Пользователь несет ответственность за окончательное определение статуса авторских прав. Если применяется защита авторских прав, от правообладателя должно быть получено разрешение на повторное использование, публикацию или воспроизведение объекта за пределами Добросовестного использования или других исключений из закона.Итеративное обучение с наложением среднего удаления для оценки каналов SISO и MIMO
Этот вклад описывает новый алгоритм итеративной оценки радиоканала, основанный на методе оценки наложенного обучения (ST).Предлагаемый алгоритм проводит аналогию с алгоритмом зависимого от данных ST (DDST), то есть извлекает среднее значение цикла данных, но в данном случае на конце Receiver_s. Сначала мы демонстрируем, что это среднее удаление ST (MRST), применяемое для оценки широкополосного канала с одним входом и одним выходом (SISO), приводит к аналогичным характеристикам коэффициента ошибок по битам (BER) по сравнению с другими итерационными методами, но с меньшей сложностью. Впоследствии мы совместно используем MRST и кодирование Аламоути для получения оценки узкополосного радиоканала с множеством входов и множеством выходов (MIMO).Влияние несовершенного канала на производительность BER подтверждается сравнением метода MRST и лучших итерационных методов, найденных в литературе. Предлагаемый алгоритм показывает хорошую компромиссную производительность. между сложностью, ошибкой оценки канала и помехоустойчивостью.
I. Введение
Один из наиболее широко используемых подходов к оценке канала заключается в использовании передачи с помощью пилота (PAT), где известная подготовка последовательность, также называемая пилотом, вставляется в каждый блок передаваемых данных. [1].Используя знания обучающих символов и соответствующих полученных сигнал, блок оценки канала в приемнике может сделать оценку импульсной характеристики канала (CIR). Однако эти тренировочные пилоты, используя схема мультиплексирования с временным разделением (TDM), потребляет ценную полосу пропускания, что приводит к в снижении скорости передачи данных.
Есть два известных канала методы оценки, чтобы избежать потери полосы пропускания схем PAT: наложенные обучение (ST) [2, 3] и зависимое от данных ST (DDST) [4].Эти методы на основе арифметического добавления (наложения) обучающей последовательности к информационные данные. Обе схемы обеспечивают простой (незамысловатый) канал. процессы оценки; они отличаются только тем, что среднее циклическое передаваемые данные схемы DDST накладываются на передаваемые последовательность аналогична обучающему сигналу.
Хотя DDST превосходит ST [4] в с точки зрения ошибки оценки канала, стоит отметить, что декодирование данные в DDST имеют итеративный характер, потому что они должны извлекать зависящие от данных искажение.Учитывая это, DDST с удалением DDD (в дальнейшем мы будет называть эту схему удалением DDST-DDD) дает такую же производительность, как Оценка канала на основе TDM, но с меньшими потерями полосы пропускания. Однако есть некоторые недостатки в торговле; Метод DDST вводит задержку в передаваемом данные для расчета среднего циклического значения. Он также отводит меньше мощности сигнал данных, и, следовательно, использование комбинаций символов высокого порядка имеет последствия для процесса декодирования данных [5].
Последние ограничения приводят к исследованию итерационные реализации ST, как в [6–10], начиная с с радиоканала SISO. Эти работы основаны на использовании расшифрованных данные для устранения искажения, вносимого полученными данными в канале процесс оценки. Первый подход использует ST в сочетании с традиционная оценка канала методом наименьших квадратов (LSST) и была разработана в [6]. В [6, 7] ясно показано, что в терминах среднеквадратичной ошибки оценки канала (MSE) LSST сходится к полностью обученная система для высокого отношения сигнал / шум за две итерации, тем самым превосходя обе обычные СТ и ДДСТ.Большим недостатком схемы LSST является вычислительная нагрузка для одной итерации, где – длина блока, а – порядок CIR. В [11] это продемонстрировал, что DDST-DDD обеспечивает аналогичную производительность, чем LSST, но с значительно меньшая сложность.
Альтернативные итерационные процедуры обоих Методы ST и DDST были введены в [7]. Первый, IST, использует выровненные символы, полученные через ST, чтобы улучшить оценку канала в итеративный способ, но с меньшей сложностью, чем LSST [6].Второй, LSDDST, использует итеративный подход LSST, но основанный на DDST вместо ST. Схема LSDDST, имеет та же вычислительная нагрузка, что и LSST, то есть, но он быстрее сходится к полностью обученной системе. С точки зрения частоты ошибок по битам (BER), схема LSDDST дает почти такой же BER, чем LSST.
Из предыдущих работ, теперь мы можем для определения этого вклада в контексте итеративного алгоритмы, использующие ST, которые показывают хорошую производительность BER.Мы представляем новый предложение по итеративному среднему удалению ST (MRST) и сравнить его эффективность с предложением предыдущие и наиболее актуальные работы.
Этот MRST дает аналогичные характеристики Удаление DDST-DDD и IST, но с меньшей сложностью по сравнению с LSDDST и LSST. Поскольку итерационные методы оценки канала зависят от и работают совместно с этапом выравнивания, мы представляем результаты с использованием двух эквалайзеры, широко используемые в системах связи: минимальная среднеквадратичная ошибка (MMSE) эквалайзер и оценка последовательности максимального правдоподобия (MLSE) эквалайзер.Включение обоих методов помогает выделить некоторые особенности используемых методов оценки канала.
Дополнительно расширяем результаты SISO to MIMO case и изучить производительность на основе обучения Flat оценка канала MIMO с замиранием блоков. Три средства оценки каналов на основе обучения рассматриваются (TDM, DDST и MRST), которые предлагают различные компромиссы с точки зрения производительности. Анализируем погрешность метода MRST на основе традиционный метод наименьших квадратов (LS) и получить соответствующую MSE.Предлагаемая оценка MRST для случая MIMO проиллюстрирована с использованием ортогональный пространственно-временной блочный кодер (OSTBC) с двумя передающими и двумя приемными антеннами, то есть Аламоути пространственно-временное кодирование.
Эта статья организована следующим образом. Раздел 2 посвящен новому итеративному подходу ST в структуре для Схемы ST / DDST для систем SISO. Анализ производительности MRST для MIMO систем получен в разделе 3. В Разделы 4 и 5, моделирование результаты и сравнение производительности приведены для SISO и MIMO соответственно.Наконец-то, выводы изложены в Разделе 6.
2. Среднее удаление ST для SISO Systems
2.1. Модель системы SISO
Предполагая частотно-избирательный канал, на рисунке 1 изображена блок-схема цифровой связи с дискретным временем в основной полосе частот. система, в которой входной сигнал канала представляет собой последовательность информационных блоков длины, и дается взятием во внимание, что интересующий блок k проиндексирован а также .Последовательность представляет данные с нулевым средним и дисперсия – это детерминированная периодическая обучающая последовательность с периодом и мощностью, и относится к зависимая от данных последовательность с периодом, получается путем периодического повторения раз сигнала, где.
Для случая ST, и последовательности добавляются арифметически с наложением согласно [4], до передачи. Затем принятый сигнал, предполагая, что обеспечивается точная синхронизация и смещение по постоянному току, можно наблюдать на приемник, где – импульсная характеристика порядка (т.е.е., и), а – комплексный гауссовский случайный шум с с нулевым средним, белые, некоррелированные и независимые действительные и мнимые части с дисперсия по параметрам.
Предполагая, что канал квазистатический, то есть канал инвариантен во времени во время передачи информации получен блок, и точный порядок каналов известен заранее, тогда сильная constraint (), показанный в [11], с точной синхронизацией и смещение по постоянному току может быть уменьшено до. Мы использовали это предположение для математического анализа системы.Несмотря этой релаксации, все моделирование проводилось с учетом сильного ограничение.
2.2. Анализ производительности
Очевидно, что метод DDST должен вычислить последовательность из блока данных, который будет передан; как следствие такая обработка данных влияет на общую задержку каждого передаваемого блока. С другой стороны, секвенция имеет более широкий динамический диапазон по сравнению с последовательность, полученная методом ST. Это приводит к более высокому среднему значению. Коэффициент мощности (PAPR) строительного блока связи предусилителя.Другой Следствием использования DDST является тот факт, что последовательность будет иметь меньшую мощность по сравнению с СТ а то поменьше помехозащищенность. По этим причинам итерационные схемы ST очень привлекательный.
Разработали схему MRST, начиная с из гипотезы о том, что если бы мы могли получить оценку сигнала (т. е. среднее циклическое значение последовательности) на приемной стороне, то мы бы достигли производительность DDST с точки зрения оценки ошибки канала MSE, но с большим мощность, присвоенная последовательности данных, что повлияет на лучшую производительность с точки зрения BER.
Оценивая циклическое среднее за период, как в [3], мы можем написать с помощью.
Объединение (3) и (4) дает где Из (5) следует что в матричной форме где и – циркулянтные матрицы с первыми столбцами и соответственно, и. Векторы-столбцы и имеют выражение, аналогичное выражению. Предполагая циклический префикс длины (как это было сделано в [4, 7]), это циркулянтная матрица с первым столбцом.
Для случая ST (т.е. когда в (7)) мы имеем и используя оценку канала из [3], тогда
Для случая DDST в (7), таким образом, мы имеем оценку канала [4] как Ясно, что разница между этими двумя схемами оценки канала является фактор.
Теперь используя ранее упомянутую гипотезу (т.е. со схемой ST), приступим к выполнению оценка канала для схемы MRST, тогда (7) становится и умножение (10) по получим и окончательно
Из (12) следует, что если то. Чтобы точно оценить, выполняются следующие шаги.
(1) Используйте (8), чтобы получить начальную оценку канала как простой ST и сделать. (2) Используйте оцененный канал для получения выровненных символов и используйте детектор жесткого решения.(3) Используйте обнаруженные жесткие символы для расчета. (4) Удалить из принятый сигнал для получения нового сигнала в соответствии с вектором-столбцом. (5) Используйте (11) с и обновите оценку канала. (6) Перейдите к шагу 2 и повторите при необходимости.
Определение, затем из [3, 4], и имея лучшую оценка, следует, что , затем
От (9) и (11), DDST и MRST, соответственно отметим тот факт, что заранее рассчитывается только один раз.IST схема, однако, использует оценку для расчета (см. [7, (12)]) для каждой итерации и информационный блок получен. Это действие влечет за собой дополнительную сложность вычислительная нагрузка.
С другой стороны, как мы увидим в Раздел 4, оценка, используемая для оценки канала в IST и MRST методы зависят от того, какой тип эквалайзера используется. Наоборот, схема Удаление DDST-DDD не может использовать эквалайзер MLSE, потому что этот эквалайзер доставляет символы с жестким решением, а удаление DDST-DDD использует выровненные символы перед процедурой жесткого решения.
Таблица 1 суммирует вычислительную нагрузку, вычисление обратной матрицы, и подход к производительности MSE. Сложность алгоритма довольно важная метрика, когда алгоритм должен быть реализован в HW, так как это случае мы очень обеспокоены этой ценностью. Что касается метрики вычислительной нагрузки, мы выбрать количество итераций как функцию от длины переданного блока N и длины эквалайзера, если быть точным, и количество коэффициентов в эквалайзере.
| ||||||||||||||||||||||||||||
обозначение выражает сложность,,
и обозначим длину эквалайзера и блок
длина соответственно. |
Хотя DDST имеет наименьшее вычислительная сложность на стороне приемника, необходимо вычислить зависимая от данных последовательность, что подразумевает дополнительную сложность и временную задержку. Кроме того, он присваивает меньше мощность передачи сигнала данных.
3. Среднее удаление ST для систем MIMO
3.1. Модель системы MIMO
Мы рассматриваем беспроводную MIMO канал связи с передающей и приемной антеннами, работающий в рэлеевском плоско-затухающая среда.Коэффициент замирания – это комплексное усиление тракта от передающей антенны до приемной антенны. Мы предполагаем, что коэффициенты являются независимо комплексными круговыми симметричными Гаусса с единичной дисперсией, а затем выражение для полученных символов может быть выражается как где – вектор принятого сигнала, – вектор переданного сигнала и – вектор составляющих аддитивного шума, предполагая, что шум пространственно и временно белый гауссовский с нулевым средним и независимым реальные и мнимые части с отклонениями по размерности.
Допустим, блочная передача схема с длиной блока временами, и мы также предполагаем, что матрица канала остается постоянной внутри блока символов, то есть длина блока намного больше меньше времени когерентности канала. При этих предположениях канал, в пределах одного блока, можно записать как где находятся матрицы принятый сигнал, переданные сигналы и шум соответственно [12].
Обозначим множество комплексных информационные символы до пространственно-временного кодирования как, где каждая обозначает набор точек сигнального созвездия.Символы представляют собой взаимно некоррелированные случайные символы с нулевым средним. переменные. Введем вектор, где означает транспонирование. Обратите внимание, что , где – множество всех возможных векторов символов, а – мощность этого множества. Комплексная матрично-значная функция называется OSTBC [13], если она удовлетворяет тому, что
(1) все элементы являются линейными функциями комплексных переменных и их комплексно сопряженных переменных; (2) для любого произвольного in, где единичная матрица, является евклидовой нормой и обозначает эрмитово транспонирование.
3.2. Анализ производительности
Чтобы оценить матрицу каналов, Следует подчеркнуть, что в любое статистическое ожидание ниже, матрица рассматривается как случайная; в то же время любой оценка должна получить оценку конкретная реализация этой случайной матрицы, которая соответствует текущему блок полученных данных.
В традиционной оценке ST методика для систем MIMO [9], известная обучающая матрица, добавляется арифметически к матрице данных во время каждого переданного блока.В этом случае, матрица передаваемых сигналов может быть выражена как. Понятно, что общая передаваемая мощность распределяется между данными. и обучающие сигналы, то есть.
Система ST изображена на рисунке 2, где матрица сигналов передается по радиоканалу MIMO с матрицей каналов, и искажены матрицей шума.
На основе принятого сигнала R, MRST предоставляет оценку Матрица канала MIMO, обозначенная как; впоследствии декодер получает оценку, обозначается как, и оценка среднего значения данных,, который может использоваться блоком оценки канала итеративным способом, чтобы предоставить декодеру более точную оценку.
Теперь задача оценки этого канала. алгоритм заключается в восстановлении матрицы канала на основе знания и. Предполагая условия канала с плоской частотой, тогда все векторы-строки матрица обучения может быть равной. Следовательно, оценка во временной области на основе синхронизированного усреднения принятого сигнала может быть реализовано. Среднее по времени сигнала определяется как: где – вектор-столбец, – единичный вектор, – это обучающий вектор, повторяемый раз и представляющий среднее по времени матрицы данных и матрицы шума, соответственно для каждого переданного блока.
Используя LS-подход [14, 15], оценка может быть получена как где – псевдообратная величина.
Мы будем использовать следующие переданные ограничение мощности обучения где – единичная матрица; Теперь оценка канала: Ясно, что среднее значение по сигналу данных представляет собой дополнительный член для канала. оценивать. Это среднее значение используется методом DDST на передатчике или метод MRST на приемнике.
Для получения MSE, достигаемой Метод MRST, мы используем анализ производительности метода DDST, явно использовать и определять матрицу возмущений, которая будет арифметически добавлена к данным сигнализировать о каждом переданном блоке.Следовательно переданный сигнал и соответствующий принятый сигнал, то из (21) получаем
. (22) при оптимальной тренировке а также , MSE для DDST [9] задается
Вместо того, чтобы убрать вклад в передатчике, MRST использует простой ST и удаляет итеративным образом на приемнике. Из (21) ошибка оценки канала может быть выражена следующим образом: если тогда, поэтому как это будет подтверждено симуляцией результаты в разделе 5.Что касается итерационной процедуры для получения более точная оценка, мы следуем шагам, описанным для SISO кейс.
3.3. MRST с пространственно-временным кодированием Аламоути
Воспользуемся методом оценки MRST с система -OSTBC (схема кодирования Аламоути). Будем считать четными, и – матрицы переданных сигнал, сигнал данных и обучающий сигнал, соответственно, с обозначением комплексного сопряжения. Матрица строки и столбцы указывают время передачи и передающую антенну, соответственно.Предполагая сценарий плавного замирания, циклический префикс не требуется, и выбор для обучения сигнала может быть выполнен путем выбора двух символов и использования свойства ортогональности достигается с помощью системы OSTBC, то есть два вектора-столбца матрицы ортогональны.
Оценка среднего значения цикла в Сценарий плоского замирания может быть выполнен с получением среднего значения матрицы приема, обозначенного как. Каждый элемент задается тем, где индексы соответствуют времени излучения Аламоути () и передающей антенне () соответственно для этого конкретного блока. кодирование передачи.
Оценим матрицу канала, используя (28) и предполагая сценарий без шумов (без ограничения общности), следовательно, мы имеем и – оператор векторизации, складывающий все строки матрицы друг над другом. Следовательно, оценка канала дается на Поскольку матрица унитарна, то (30) может быть переписано как и, наконец, где и – единичная матрица, соответственно, и обозначает произведение Кронекера. Матрица представляет новую используемую оценку канала MIMO. в итерационной процедуре, чтобы получить новую оценку среднего значения несущих данные ().
Ключевой идеей этой реализации является способ удаления среднего на приемнике. Вместо вычитания среднего значения данных из полученного матрицу мы включаем среднюю оценку в матрицу и используем процедуру декодирования Аламоути для оценить матрицу канала.
4. Моделирование и результаты для систем SISO
Уравнивание – хорошо известный метод используется для борьбы с межсимвольными помехами (ISI), когда приемник пытается компенсировать влияние канала передаваемых символов.An эквалайзер пытается определить переданные данные из полученных искаженные символы с использованием оценки канала, вызвавшего искажения. В этой статье мы рассмотрим два типа эквалайзеров, широко используемых в системы связи: эквалайзеры MMSE и MLSE. MMSE имеет меньшую сложность и производительность с точки зрения BER, чем эквалайзер MLSE, который оптимально для ISI.
4.1. Система SISO с использованием эквалайзера MMSE
Мы рассмотрели постоянный во времени случайный трехотводный частотно-избирательный канал с рэлеевскими замираниями с и.Коэффициенты канала были комплексными гауссовыми, i.i.d. с разбросом единиц, измененный масштаб для достижения унитарной средней энергии. Последовательность представляет собой R.V с равномерным p.d.f. и дисперсия. Параметры и выбираются для ST и DDST независимо, например что . Отношение мощности обучения к мощности информации было установлено на. Длина блока фиксируется, и циклический префикс длины добавляется в начало каждого блока в обоих. Методы ST и DDST. Оценка канала используется для разработки эквалайзера MMSE длина и задержка выравнивания.Были обнаружены все симуляции, которые проводились до 1000 блоков с ошибками.
На рисунке 3 показана оценка канала MSE. полученный из трех рассмотренных итерационных процедур (а) DDST с DDD удаление показано в [11], (b) схема IST, представленная в [7], и (c) метод MRST представлен здесь. Можно заметить, что IST и MRST имеют значительную приближение к DDST (от 10 дБ до 20 дБ) сразу после двух итераций.
На рисунке 4 показан BER сравнение производительности, где для 2 итераций все схемы показывают одинаковые поведение при низких и средних уровнях SNR; DDST демонстрирует небольшое преимущество для высокие отношения сигнал / шум, потому что он обеспечивает лучшую оценку канала на этих уровнях как есть показано на рисунке 3.
4.2. Система SISO с использованием эквалайзера MLSE
Чтобы получить лучшую оценку для схем IST и MRST, мы используйте эквалайзер MLSE с длиной трассировки 11. Чтобы быть более конкретным, это эквалайзер состоит из алгоритма Витерби, который находит наиболее вероятные данные Последовательность передана. Хотя для работы близкой к идеальной MLSE эквалайзер требует длины трассировки порядка 5-6 раз от интервала ISI, мы выбрали длина трассировки 11, то есть столько же отводов эквалайзера MMSE используется в разделе 4.1.
В связи с тем, что удаление DDST-DDD [11] работает с выходом эквалайзера, прежде чем перейти к новому жесткому решению. процесс, то есть этапы уравнивания и обнаружения выполняются отдельно, он не может использовать преимущества эквалайзера MLSE. Чтобы иметь похожие условия для метода DDST в процедуре декодирования, вначале мы использовали Эквалайзер MMSE, во-вторых убрали искажение данных, и наконец использовали эквалайзер MLSE для получения символов данных.На рисунке 5 показан BER. выполнение этих трех методов и обычного метода ST.
Очевидно, мы наблюдаем преимущества использования соединения IST или MRST с MLSE. эквалайзер, где обе схемы превосходят DDST-DDD удаление когда он использует только эквалайзер MLSE. Однако заметного разница в производительности, когда DDST использует объединение MMSE и MLSE эквалайзеры.
На рисунке 6 показан коэффициент ошибок по блокам (BLER). представление.BLER – это статистический измерение отношения количества блоков с ошибкой к общее количество переданных блоков и это часть производительности требования теста 3GPP. Мы наблюдаем отсутствие заметной производительности разница между MRST и IST с одной итерацией и удалением DDST-DDD с помощью объединения эквалайзера и устранения искажения данных.
5. Моделирование и результаты для систем MIMO
Далее мы проиллюстрируем выполнение предложенной схемы на MIMO-системах, работающих в режиме плавного замирания. сценарий.Мы используем систему -OSTBC, передающие и приемные антенны соответственно с идеально некоррелированные элементы. Длина блока фиксирована для символов, и все моделирование проводилось до 1000 блоки были ошибочными. BER представлен как функция среднего SNR, где и – средняя энергия на символ.
Созвездие символов QPSK используется, а мощность, передаваемая для каждой антенны, нормализуется к единице, что есть, [Ватт].
На рисунке 7 показана оценка канала. Сравнения MSE для методов DDST и MRST с одной и двумя итерациями; оба используют передаваемую мощность, которые соответствуют приблизительной верхней границе области с лучшим BER показано на рисунке 10.Анализируя эту производительность, мы можем понять, что Предлагаемая схема начинает приближаться к характеристикам DDST с 10 [дБ]. В График MRST для второй итерации достигает наилучшего подхода. Обратите внимание, что это выгода достигается за счет сложности декодирования.
На рисунке 8 показана производительность BER. сравнение TDM с 17% потерей полосы пропускания, DDST с удалением DDD и MRST алгоритм. Мы видим, что графики DDST и MRST с одной или двумя итерациями практически достигли такой же производительности.Оценка канала на основе TDM достигли наилучших показателей BER за счет потери 17% полосы пропускания.
На рисунке 9 показана MSE MRST в зависимости от того, когда. Например, у нас есть то. Лучшая производительность MSE прямо пропорциональна используемой тренировочной мощности.
На рисунке 10 показан график BER MRST в зависимости от значения от 15 дБ. Обратите внимание, что минимальный достигается в диапазоне где приблизительно. Потому что достижение BER ключевой и критический фактор в цифровых системах связи, мы работали в регион с лучшим BER при выборе назначенной мощности обучения.Этот выбор является только руководством или предложением для этого типа распространения радиоволн. условия на этих конкретных уровнях SNR. Аналогичный диапазон тренировочной мощности был выбран для DDST в [9], но с использованием системы пространственного мультиплексирования. Более того Подробный анализ задачи распределения обучающей мощности приведен в [16]. Особенно, моделирование, показанное на рисунках 9 и 10 выполнялись до 10 000 блоков были по ошибке.
6. Заключение
Итеративное наложение малой сложности схемы тренировок, которые работают совместно со стадией выравнивания, могут предлагать аналогичные или лучшая производительность, чем итеративное посимвольное обнаружение DDST с DDD удаление.MRST, представленный в этой работе, эффективно компенсирует данные зависимые искажения, с которыми ST не может справиться, но на стороне приемника. Это приводит к тому, что системы связи работают аналогично DDST, но без страдает своими недостатками. Кроме того, MRST может быть успешно применен к обоим Системы SISO и MIMO, а также в сотрудничестве с наиболее широко используемыми эквалайзерами. В частности, для случая SISO MRST показывает аналогичную производительность, как и предыдущий предлагаемый метод IST, но он позволяет избежать вычисления обратной матрицы, которое выполняется на каждой итерации IST.Хотя результаты обоих итераций показывают незначительные пробелы в производительности BER и MSE, MRST предпочтительнее из-за его менее сложной аппаратной реализации.
Для случая MIMO производительность результаты очень похожи, то есть производительность DDST достигается с Предлагаемый способ. Кроме того, итерационные методы ST по-прежнему могут применяться к каналы, изменяющиеся во времени, в то время как система на основе DDST этого не делает. Это правда, потому что концепция циклического среднего в DDST бессмысленна из-за того, что каждый символ передаваемого блока по-разному искажается каналом.