Číslicové obvody a jejich implementace v radiotechnice

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra radioelektroniky

Anotace:

Předmět je určen pro studenty, kteří se chtějí naučit prakticky navrhovat obvody číslicového zpracování signálů a prakticky je ověřit na vývojových deskách se signálovými procesory nebo specializovanými obvody. Pozornost je soustředěna na realizaci modulátorů a obvodů číslicové konverze signálu, algoritmů kódování/dekódování, které jsou součástí komunikačního řetězce a hlavně jejich efektivní realizaci s minimálním potřebným výpočetním výkonem použitého procesoru nebo hardwaru.

Požadavky:

V předmětu se předpokládají znalosti základů číslicového zpracování signálu, číslicové a mikroprocesorové techniky.

Osnova přednášek:

1.Architektury rychlých A/D převodníků a metody zvyšování jejich výkonu

2.Efektivní implementace decimace a interpolace (obvodová i programová)

3.Kvantování aritmetických operací, důsledky ošetřené a neošetřené aritmetiky

4.Implementace náročných číslicových filtrů, možnosti snížení výpočetního výkonu

5.Využití změny vzorkovacího kmitočtu k efektivní implementaci

6.Efektivní implementace generátorů kódů a prokladačů

7.Programové a obvodové implementace zabezpečení přenášených dat

8.Možnosti implementace digitálních subsystému v mf a vf pásmu programovatelnými obvody

9.Obvodová implementace základních operací diskrétní soustavy (rychlého sčítání a násobení, DA, CORDIC)

10.Obvodové a programové řešení kmitočtových syntezátorů

11.Modifikace kmitočtových syntezátorů pro modulace ovlivňující amplitudu, fázi a kmitočet.

12.Implementace modulátorů/demodulátorů, zpracování komplexní obálky

13.Zvyšování výpočetního výkonu programových řešení, paralelizace algoritmů VLIW, multiprocesorové systémy

14.Up/down konvertory, popis, vlastnosti a využití v obvodových sadách

Osnova cvičení:

1.Simulace vlastností reálné aritmetiky, aritmetický šum

2.Vlastnosti simulátoru a DSK boardu se signálovým procesorem

3.Efektivní implementace procesu decimace, ověření vlastností

4.Návrh a realizace DDS kmitočtového syntezátoru

5.Návrh a realizace číslicového modulátoru FSK ve vývojovém modulu

6.Návrh FSK demodulátoru v programu Matlab

7.Realizace demodulátoru FSK ve vývojovém modulu

8.Návrh filtru s více vzorkovacími kmitočty

9.Efektivní implementace soustavy s více vzorkovacími kmitočty

10.Realizace modulátoru QPSK

11.Číslicově řízený fázový závěs DPLL

12.Realizace obnovy symbolové rychlosti demodulátoru QPSK

13.Implementace obvodu CORDIC

14.Dokončení úloh

Cíle studia:

Návrh složitějších a výkonově efektivních obvodů číslicového zpracování signálů a jejich praktické ověření na vývojových deskách se signálovými procesory nebo specializovanými obvody.

Studijní materiály:

1. Analog Devices High Speed Design Technique. Norwood: Analog Devices. 2000

2. Kuo.S.M: Real-Time Digital Signal Processing, John Wiley, 2006

3. Skalický, P.: Číslicové systémy v radiotechnice. Praha : Vydavatelství ČVUT, 2004.

4. Skalický.P.: Aplikace signálových procesorů, Vydavatelství ČVUT, Praha 2003

5. Skalický, P.: Aplikace signálových procesorů - cvičení. Praha : Vydavatelství ČVUT, Praha 2003

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika a komunikace - Komunikace a zpracování informace (povinně volitelný předmět)