Číslicové zpracování signálů

Předmět je náhradou za:

Číslicové zpracování signálů (31CZS)

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra teorie obvodů

Anotace:

Vysvětlení principů a metod číslicového zpracování jednorozměrných reálných signálů s vybranými aplikacemi, např. zpracování řečových a biologických signálů. Typy rychlých algoritmů pro výpočet DFT, jejich vlastnosti a realizaceStručný přehled metod návrhu číslicových filtrů, filtrace v časové oblasti, filtrace ve frekvenční oblasti, filtry s frekvenčním výběrem. Rekurentní Fourierova transformace, decimace a interpolace, převzorkování signálu. Cvičení jsou zaměřena na praktické zvládnutí základních metod zpracování signálů a vypracování zvolené semestrální práce.

Požadavky:

Podmínkou udělení zápočtu je vypracování a prezentace jedné úlohy buď ze cvičení, nebo dle vlastního výběru.

Osnova přednášek:

1. Popis číslicových systémů v časové a frekvenční oblasti, vybrané vlastnosti

2. Vztahy mezi transformacemi, vlastnosti a jejich důsledky

3. Vybrané vlastnosti diskrétní Fourierovy transformace a jejich důsledky

4. Typy rychlých algoritmů pro výpočet DFT, jejich vlastnosti a realizace

5. Metody návrhu IIR filtrů, ověření návrhu a simulace

6. Metody návrhu FIR filtrů, podmínky linearity fázovové charakteristiky

7. Filtrace ve frekvenční oblasti, Goertzelův algorimus

8. Důsledky kvantování v číslicových systémech, možnosti analýzy a simulace

9. Decimace a interpolace, převzorkování signálu,

10.Banky filtrů a vlnková transformace

11.Parametry signálů a jejich odhad I, diskuse přesnosti odhadu

12.Parametry signálů a jejich odhad II-spektrální analýza

13.Korelační analýza a vybrané aplikace

14.Porovnání principů algoritmů FFT, polyfázových struktur a frekvenční lupy

Osnova cvičení:

1. Modelování signálů v systému MATLAB, základní charakteristiky signálů

2. Potlačování nekorelovaných šumů v časové oblasti

3. Základní vlastnosti DFT, frekvenční rozlišení, prosakování, interpolace

4. Další vlastnosti DFT, detekce periodicity, rychlé algoritmy výpočtu

5. Teoretická analýza číslicových soustav, praktická realizace v MATLABu

6. Základy číslicové filtrace signálů, návrhy FIR filtrů

7. Návrhy IIR filtrů, srovnání vlastností FIR a IIR filtrů

8. Číslicová filtrace ve frekvenční oblasti.

9. Kvantizační jevy v diskrétních systémech

10. Zpracování signálů ve více frekvenčních pásmech, decimace a interpolace

11. Základy korelační analýzy, vlastnosti odhadů autokorelace a vzájemné korelace

12. Odhady spektrálních charakteristik deterministických a náhodných signálů

13. Aplikace korelační analýzy pro detekci periodicity signálu

14. Předvedení semestrálních prací, diskuze

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Sovka, P., Pollák, P.: Vybrané metody číslicového zpracování signálů. Ediční středisko ČVUT Praha,2003

2. Uhlíř, J., Sovka, P.: Číslicové zpracování signálů. Ediční středisko ČVUT Praha,1995. Monografie ČVUT FEL

3. Davídek, V., Sovka, P.: Číslicové zpracování signálů a implementace. Ediční středisko ČVUT Praha,2001

4. Oppenheim, A.V., Shafer, R.W.: Discrete-Time Signal Processing. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1998

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+4

Typ cvičení: c, t

Předmět je nabízen také v anglické verzi.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika - elektronické systémy- strukturované studium (povinný předmět)