450-2094/01 – Digitální zpracování signálů (DZS)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Ing. Zdeněk Macháček, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Zdeněk Macháček, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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:
Doporučená literatura:
Nevřiva P.: Analýza signálů a soustav. BEN Praha, Praha 2000.
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky