455-0533/01 – Signály a soustavy (SaS)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Pavel Nevřiva, DrSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Pavel Nevřiva, DrSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2003/2004
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DEM75 Ing. Blanka Filipová, Ph.D.
NEV10 prof. Ing. Pavel Nevřiva, DrSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 3+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu Signály a soustavy je poskytnout dostatečný základ pro další studium bakalářských kurzů v oblasti řízení, sdělovací techniky, elektrických obvodů, návrhu filtrů a digitálního zpracování signálů. Student bude umět určit základní korelační a spektrální charakteristiky různých typů signálu. Bude schopen provést analýzu LTIL soustavy. Bude umět používat prostředí MATLAB/Simulnik pro analýzu signálů a soustav.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Cílem předmětu Signály a soustavy je poskytnout dostatečný základ pro další studium v oblasti řízení, sdělovací techniky, elektrických obvodů, návrhu filtrů a digitálního zpracování signálů. Tento kurz je určen pro posluchače bakalářského studia oboru elektronika a sdělovací technika na fakultě elektrotechniky a informatiky na VŠB - TU Ostrava. Kurz Signály a soustavy se zabývá analýzou signálů a soustav jak se spojitým tak s diskrétním časem.

Povinná literatura:

Horák B., Nevřiva P.: Signály a soustavy III. VŠB Ostrava, Ostrava 1998. Chen Chi-Tsong: System and Signal Analysis. Saunders College Publishing, New York 1994. Nevřiva P.: Signály a soustavy I a II VŠB Ostrava, Ostrava 1998.

Doporučená literatura:

Couch L.W.II: Digital and Analog Communications Systems. Macmillan Publishing Comp., New York 1989 Kamen, E.W., Heck, B.S.: fundamentals of signals and systems using the web and Matlab. Prentice Hall, New Jersey 2000. Nevřiva P.: Analýza signálů a soustav. BEN Praha, Praha 2000. Vejražka F.: Signály a soustavy. ČVUT Praha, Praha 1996.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: V průběhu semestru student vypracuje dvě samostatné práce, za každou může získat až 10 bodů, test za 10 bodů a projekt za 20 bodů, celkově tedy 50 bodů. Podmínky udělení zápočtu: Studentu je udělen zápočet, pokud vypracoval a byly mu klasifikovány obě samostatné práce, test a projekt a pokud získal celkem alespoň 26 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Signál se spojitým časem w(t). Základní definice. Časové průměry. Ortogonální funkce. Harmonický signál. Diracův impuls. Korelační analýza signálu se spojitým časem. Spektrální analýza signálu se spojitým časem I. Fourierovy řady. Spektrum. Spektrum energie. Spektrum výkonu. Spektrální analýza signálu se spojitým časem II. Fourierova transformace. Spektrální hustota. Spektrální hustota energie. Spektrální hustota výkonu. Periodický signál. Korelační a spektrální analýza periodického signálu. Energetický signál. Korelační a spektrální analýza energetického signálu. na PC v MATLABu: Analýza energetického signálu Náhodný signál. Korelační a spektrální analýza náhodného signálu. Náhodný proces. Signál a šum. Zkreslení signálu vlivem šumu. Vybrané úlohy. Lineární časově invariantní soustava se soustředěnými parametry I. Lineární soustava. Lineární časově invariantní soustava. Konvoluce. Lineární časově invariantní soustava se soustředěnými parametry. Popis LTIL soustavy obyčejnou diferenciální rovnicí. Spojitá lineární časově invariantní soustava se soustředěnými parametry II. Impulsová charakteristika. Přenosová funkce. Transformace harmonického signálu LTIL soustavou. Stabilita. Signál s diskrétním časem w[k]. Základní definice. Harmonický signál. Kroneckerova Delta posloupnost. Vzorkování. Odvození signálu s diskrétním časem w[k] ze signálu se spojitým časem w(t). Korelační analýza signálu s diskrétním časem. Spektrální analýza signálu s diskrétním časem. Diskrétní Fourierova transformace. Spektrum. Spektrum energie. Spektrum výkonu. Spektrální hustota. Spektrální hustota energie. Spektrální hustota výkonu. Rekonstrukce signálu se spojitým časem w(t) užitím filtrace w[k]. Shannon-Kotelnikův teorém. Diskrétní lineární časově invariantní soustava se soustředěnými parametry. Konvoluce. Popis LTIL soustavy obyčejnou diferenční rovnicí. Odvození rovnice z konvoluce. Impulsová charakteristika. Přenosová funkce. Stabilita. Projekty: Individuální projekty studentů budou zaměřeny na korelační a spektrální analýzu signálu se spojitým časem. Student samostatně vypracuje rozbor zadání, matematickou analýzu postupu řešení, program v jazyku Matlab a výsledky numerického řešení, které doplní jejich kvalitativním výkladem. Práci odevzdá ve formě programu na disketě a protokolu, protokol bude v rozsahu min.2 a max. 4 strany. Počítačové laboratoře: Použití MATLABu v bakalářském kurzu. Řešení laboratorní úlohy v MATLABu. Základy použití MATLABu I. Individuální práce studentů na PC v MATLABu: Základní operace MATLABu. Základy použití MATLABu II. Individuální práce studentů na PC v MATLABu: Operace vstupu a výstupu v MATLABu. Laboratorní práce č.1: Korelační a spektrální analýza signálu se spojitým časem. Zadání laboratorní práce č.1: Laboratorní práce č.1: Diskuse k úloze A. Individuální práce studentů na PC v MATLABu: Analýza harmonického signálu. Laboratorní práce č.1: Diskuse k úloze B. Individuální práce studentů na PC v MATLABu: Analýza periodického signálu. Laboratorní práce č.1: Diskuse k úloze C. Individuální práce studentů na PC v MATLABu: Analýza energetického signálu. Laboratorní práce č.1: Diskuse k úloze D. Individuální práce studentů na PC v MATLABu: Analýza náhodného signálu. Konzultace k laboratorní práci č.1. Diskuse konečných výsledků. Individuální práce studentů na PC v MATLABu: Sestavení zprávy z laboratorní úlohy č.1. MATLAB Toolbox SIMULINK - základní aplikace. Řešení úlohy v MATLAB Toolbox SIMULINK . Individuální práce studentů na PC v MATLABu: Základní operace v MATLAB Toolbox SIMULINK. Konečný termín pro odevzdání zprávy z laboratorní úlohy č.1. Zadání úlohy č. 2. Laboratorní úloha č.2: Diskuse k úloze A. Individuální práce studentů na PC v MATLAB/SIMULINKu: Soustavy 1. a 2. řádu. Charakteristiky dolnopropustného RC filtru. Laboratorní úloha č.2: Diskuse k úloze B. Individuální práce studentů na PC v MATLAB/SIMULINKu: Průchod signálu soustavou. Zkreslení harmonického signálu způsobené dolnopropustným RC filtrem. Konzultace k laboratorní úloze č.2. Diskuse konečných výsledku. Individuální práce studentů na PC v MATLABu: Sestavení zprávy z laboratorní úlohy č.2. Konečný termín pro odevzdání zprávy z laboratorní úlohy č.2. Konzultace o vybraných úlohách z modulace signálů. Uzavření kurzu. Udělení zápočtu.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2003/2004 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2003/2004 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku