450-2094/02 – 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 výukyangličtina
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
KAH0017 doc. Ing. Radana Vilímková Kahánková, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

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

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  15
        Zkouška Zkouška 60  11 3
Rozsah povinné účasti: povinná účast na cvičeních, jsou akceptovány 2 omluvy

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (B0714A060020) Elektrotechnika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2024/2025 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (B0714A060020) Elektrotechnika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (B0714A060020) Elektrotechnika P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2021/2022 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2020/2021 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
V - ECTS - bc. 2024/2025 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. (nezveřejňovat) 2023/2024 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2023/2024 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2022/2023 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2021/2022 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2020/2021 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok

Hodnocení Výuky



2022/2023 zimní