450-2094/01 – Digitální zpracování signálů (DZS)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity4
Garant předmětuIng. Zdeněk Macháček, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Zdeněk Macháček, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
MAC37 Ing. Zdeněk Macháček, Ph.D.
SCH0175 Ing. Miroslav Schneider
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 0+16

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu Digitálního zpracování signálů je poskytnout dostatečný základ pro další studium v oblasti zpracování číslicových signálů a zpracování signálu digitálními filtry, analyzovat digitální signály. Student bude umět pracovat se signály s diskrétním časem, digitálními signály a bude umět určit jejich základní charakteristiky, korelační funkce, frekvenční spektra, analyzovat filtraci digitálního signálu. Bude umět využívat prostředí MATLAB pro analýzu signálů a implementovat algoritmy vybrané mikroprocesorové technologie.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět Digitální zpracování signálů navazuje na předmět bakalářského studia zabývající se zpracováním spojitých signálů a analýzou soustav (Signály a soustavy). Předmět umožňuje získat teoretický základ zpracování digitálních signálů v oblasti moderní číslicové řídící a sdělovací techniky. Předmět je zaměřen zejména na teoretické znalosti, měření a analýzu digitálních signálů společně se zpracováním digitálních signálů. Student bude umět pracovat se signály s diskrétním časem, digitálními signály a bude umět určit jejich základní charakteristiky, korelační funkce, frekvenční spektra a zároveň bude schopen analyzovat filtraci digitálního signálu. Bude umět využívat prostředí MATLAB pro zpracování signálů a zároveň bude schopen implementovat vyučované algoritmy do vybrané mikroprocesorové technologie. Tento předmět je určen pro posluchače bakalářského studia fakultě elektrotechniky a informatiky na VŠB - TU Ostrava. Cílem předmětu je poskytnout základní znalosti pro další studium v oblasti řízení, sdělovací technice, elektrických Obvodech a zabývá se studiem signálů s diskrétním časem a digitálních signálů.

Povinná literatura:

Nevřiva P., Kaminský D. Číslicové signály a soustavy. Skripta k dispozici u vyučujícího a na WWW stránkách katedry na serveru smak.vsb.cz.Ostrava. 2012 Macháček Z. Digitální zpracování signálu. Sylaby k dispozici u vyučujícího a na WWW stránkách katedry na serveru smak.vsb.cz. Ostrava. 2017. Stranneby D. Digital Signal Processing: DSP and Applications. Newnes. Great Britain. 2001. eBook ISBN: 9780080491011.

Doporučená literatura:

Nevřiva P.: Analýza signálů a soustav. BEN Praha, Praha 2000.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Student realizuje projekty č.1-10 z části ve výuce v laboratorních cvičení. Projekty jsou tvořeny zpracováním, měřením, výpočty a generováním signálů s využitím přístrojové laboratorní techniky, matematického softwaru, mikropočítačové technologie. Student písemně vypracuje 10 protokolů z projektů. Za každý protokol může student získat až 2 body. Za všechny protokoly může tedy student získat maximálně 20 bodů. Na konci semestru student vypracuje závěrečný test, za který může získat až 20 bodů. Podmínky udělení zápočtu: Studentu je udělen zápočet, pokud vypracoval a byly mu klasifikovány všechny protokoly a pokud vypracoval a byl mu klasifikován kontrolní test a pokud získal celkem alespoň 15 bodů za cvičení. Protokoly jsou v průběhu semestru zpracovávány studenty v rámci konzultačních hodin probíhajících v laboratoři. Kurz je ukončen závěrečnou zkouškou, která se skládá z písemné části 0 - 50 bodů a z části ústní 0 - 10 bodů. Aby student obstál u zkoušky musí uspět ve všech částech zkoušky.

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Základní rozdělení typů signálů a základní definice se zaměřením na digitalizaci signálů, vymezení studované problematiky s matematickým popisem a grafickým vyjádřením základů zpracování digitálních signálů. Transformace analogového signálu na digitální signál, základní algoritmy digitálního modulování signálu. Shannonův a Kotělnikovův teorém, impulsní signál, obnova signálu w(t) filtrací impulsního signálu wI(t) dolnopropustným filtrem, Signál s diskrétním časem w[n]. Základní definice, vymezení studované problematiky, digitální signál Korelační funkce signálu s diskrétním časem w[n], analýza signálu v časové oblasti Frekvenční spektrum signálu s diskrétním časem w[n]. algoritmy DFT, FFT. Spektrum energie signálu s diskrétním časem w[n], spektrum výkonu signálu s diskrétním časem w[n]. Metody a způsoby filtrace digitálního signálu filtry FIR. Popis základních algoritmů. Metody a způsoby filtrace digitálního signálu filtry IIR. Popis základních algoritmů. Metody a způsoby filtrace digitálního signálu frekvenční filtrací. Popis základních algoritmů. Principy převodu digitálního signálu na analogový signál. Základní algoritmy digitálního demodulování signálu. Cvičení: Úvodní laboratorní cvičení. Analýza a implementace algoritmů signálů se srovnáním analogových, impulsních, diskrétních a digitálních signálů. Implementace transformace analogového signálu na digitální signál, základní algoritmy digitálního modulování signálu. Shannonův a Kotělnikovův teorém, impulsní signál, obnova signálu w(t) filtrací impulsního signálu wI(t) dolnopropustným filtrem, Implementace a analýza parametrů signálu s diskrétním časem w[n], digitálního signálu. Analýza korelační funkce signálu s diskrétním časem w[n] v časové oblasti. Implementace frekvenčního spektra signálu s diskrétním časem w[n]. algoritmy DFT, FFT. Spektrum energie signálu s diskrétním časem w[n], spektrum výkonu signálu s diskrétním časem w[n].. Metody a způsoby filtrace digitálního signálu filtry FIR. Implementace základních algoritmů. Metody a způsoby filtrace digitálního signálu frekvenční filtrací. Implementace základních algoritmů. Metody a způsoby filtrace digitálního signálu frekvenční filtrací. Impementace základních algoritmů. Závěrečný test. Ukončení laboratoří.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  15
        Zkouška Zkouška 60  11
Rozsah povinné účasti: povinná účast na cvičeních, jsou akceptovány 2 omluvy

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B0714A150001) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B0714A150001) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku