Název:

Signály a systémy

Zkratka:ISS
Ak.rok:2006/2007
Semestr:zimní
Studijní plán:
ProgramObor/
specializace
RočníkPovinnost
IT-BC-3BIT2.povinný
Vyučovací jazyk:čeština
Informace veřejné:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/ISS/public/
Kredity:6 kreditů
Ukončení:zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvič.lab. cvič.poč. cvič.jiná
Rozsah:39001214
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:00000
Garant:Černocký Jan, doc. Dr. Ing. (UPGM)
Přednášející:Černocký Jan, doc. Dr. Ing. (UPGM)
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav počítačové grafiky a multimédií FIT VUT v Brně
Prerekvizity: 
Diskrétní matematika (IDA), UMAT
Matematická analýza (IMA), UMAT
 
Cíle předmětu:
  Uvedení do teorie signálů a lineárních systémů se spojitým a s diskrétním časem, dále do teorie náhodných signálů a základních pojmů teorie informace. Získané poznatky jsou základem pro porozumění metodám zpracování a přenosu informace, i popisu a modelování technických systémů.
Anotace:
  Signály se spojitým časem a jejich spektra. Systémy pracující ve spojitém čase: vnější popis, impulsní charakteristika a konvoluce, přenosová funkce, frekvenční charakteristika, stabilita. Signály s diskrétním časem: vzorkování a rekonstrukce signálů, spektrum diskrétního signálu, diskrétní Fourierova transformace. Systémy pracující v diskrétním čase: vnitřní a vnější popis, impulsní charakteristika a diskrétní konvoluce, systémy FIR a IIR, přenosová funkce, frekvenční charakteristika, stabilita, vlivy kvantování. Souvislost mezi systémy se spojitým a s diskrétním časem, impulsní invariance. Náhodné procesy a signály: Náhodný signál jako realizace stochastického procesu, stacionární a ergodické procesy, korelační a kovarianční funkce, výkonová spektra, přenos náhodného signálu lineárním systémem. Základní pojmy z teorie informace: entropie, redundance, informační kapacita kanálu, entropické kódování.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
  Základní znalosti a vědomosti z diskrétní matematiky a matematické analýzy.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
  Základní teoretické znalostí v oblasti popisu a analýzy spojitých a diskrétních signálů a lineárních systémů. Modelování systémů v prostředí MATLAB - Simulink a zpracování signálů v prostředí MATLAB - DSP Blockset.
Osnova přednášek:
 
  • Signály se spojitým časem, vlastnosti a klasifikace
  • Spektrální reprezentace spojitých signálů (Fourierova řada a transformace).
  • Systémy se spojitým časem, vstupně-výstupní popis
  • Přenosová funkce a charakteristiky systémů se spojitým časem, stabilita
  • Vzorkování a rekonstrukce signálů, signály s diskretním časem
  • Spektrální reprezentace signálů s diskretním časem (DTFT, DFT)
  • Systémy s diskretním časem, rekurzívní a nerekurzívní, vstupně-výstupní popis
  • Přenosová funkce a impulsní charakteristika systémů s diskretním časem
  • Popis systémů s diskretním časem ve frekvenční oblasti, IIR a FIR systémy
  • Stavový popis. Stabilita systémů s diskretním časem. Vlivy kvantování
  • Souvislosti mezi spojitými a diskrétními systémy, impulsní invariance
  • Diskretní náhodné procesy a signály, stacionarita a ergodicita, korelační funkce, výkonová spektra.
  • Základní pojmy z teorie informace - míra informace, entropie, redundance, kapacita kanálu, entropické kódování signálů.
Osnova počítačových cvičení:
 
  • Generování diskrétních deterministických a náhodných signálů, základní operace s nimi a zobrazení
  • Spektra periodických a neperiodických deterministických signálů. Filtrace a změna vzorkovací frekvence ve frekvenční oblasti. Užití DFT.
  • Úvod do SIMULINKu. Analýza spojitých systémů prostřednictvím odezev. Konstrukce a testování modelů s integrátory.
  • Konvoluce aperiodická a cyklická, konvoluce prostřednictvím frekvenční oblasti. Korelace, použití na náhodných signálech.
  • Analýza diskretních systémů prostřednictvím odezev. Ukázky počítačových návrhů diskretních systémů.
  • Intuitivní návrhy diskretních systémů a jejich ověření, filtrace signálů a změna vzorkovací frekvence v časové oblasti.
  • Náhodné signály, jejich průchod lineárním systémem. Výkonová spektra náhodných procesů.
Osnova ostatní - projekty, práce:
 
  • Spektrální analýza zadaných diskrétních signálů. Interpretace získaných výsledků
  • Změna vzorkovacího kmitočtu diskrétního signálu. Zhodnocení přesnosti a invertibility
  • Návrh, realizace a ověření diskrétního systému typu FIR podle zadání
  • Návrh, realizace a ověření diskrétního systému typu IIR podle zadání
Literatura referenční:
 
  • Kamen, E.W.: Introduction to Signals and Systems. Macmillan, 1990.
Literatura studijní:
 
  • Jan, J., Kozumplík, J.: Systémy, procesy a signály. Skriptum VUT v Brně, VUTIUM, 2000.
  • Jan, J.: Digital Signal Filtering, Analysis and Restoration (kap.1-4). IEE London, United Kingdom 2000, 407+14 pp., ISBN 0 85296 760 8
  • http://www.fit.vutbr.cz/~cernocky/sig/
Kontrolovaná výuka:
  kontrolována je aktivní účast v počítačových laboratořích, minimální účast pro zápočet 5 ze 7 cvičení, nenahrazuje se
Průběžná kontrola studia:
  Aktivní účast v laboratorní výuce a řešení zadaných úkolů v laboratorních cvičeních budou bodově hodnoceny (celkem do výše 15 bodů).
Podmínky zápočtu:
  Zisk nejméně 7 bodů z laboratorních cvičení, a nejméně 7 bodů za projekt.
 

Vaše IPv4 adresa: 34.229.113.106