Detail předmětu

Signály a systémy

ISS Ak. rok 2006/2007 zimní semestr 6 kreditů

Aktuální akademický rok

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.

Garant předmětu

Černocký Jan, prof. Dr. Ing. (UPGM)

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zkouška

Rozsah

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

Zajišťuje ústav

Ústav počítačové grafiky a multimédií (UPGM)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

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.

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.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základní znalosti a vědomosti z diskrétní matematiky a matematické analýzy.

Literatura studijní

  • 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.

Literatura referenční

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

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.

Průběžná kontrola studia

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

Zisk nejméně 7 bodů z laboratorních cvičení, a nejméně 7 bodů za projekt.

Kontrolovaná výuka

kontrolována je aktivní účast v počítačových laboratořích, minimální účast pro zápočet 5 ze 7 cvičení, nenahrazuje se

Nahoru