Signály a systémy

• 39 hod. přednášky
• 12 hod. pc laboratoře
• 14 hod. projekty

Studenti si osvojí základní teoretické znalosti v oblasti popisu a analýzy spojitých a diskrétních signálů a lineárních systémů. Získají rovněž praktické dovednosti při analýze a filtraci signálů v prostředí MATLAB.

Studenti si prohloubí znalosti matematiky a statistiky a aplikují je na reálné problémy zpracování signálů. Během kursu získají důkladné znalosti matematického a vizualizačního SW Matlab.

Seznámit se s  teorií signálů a lineárních systémů se spojitým a s diskrétním časem, a s teorií náhodných signálů. Předmět klade důraz na spektrální analýzu a lineární filtraci jako dva základní bloky moderních komunikačních systémů.

základní znalosti matematiky a statistiky.

• http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/ISS/public/
• Jan, J., Kozumplík, J.: Systémy, procesy a signály. Skriptum VUT v Brně, VUTIUM, 2000.
• Šebesta V.: Systémy, procesy a signály I., Skriptum VUT v Brně, VUTIUM, 1997.
• Jan J., Číslicová filtrace, analýza a restaurace signálů, VUT v Brně, VUTIUM, 2002, ISBN 80-214-1558-4.

• Oppenheim A.V., Wilski A.S.: Signals and systems, Prentice Hall, 1997

• 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.

• 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.

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

• účast v počítačových cvičeních není kontrolovaná, ale aktivní účast a předvedení výsledků každého cvičení je hodnocena 2 body. bodem.
• Skupiny v počítačových laboratořích jsou organizovány na základě zapisování do rozvrhových oken, studijní skupiny (kruhy) mají pouze informativní charakter.