Zpracování a digitalizace signálů

Garant předmětu:

Josef Vedral

Přednášející:

Michal Janošek, Josef Vedral

Cvičící:

Michal Dressler, Michal Janošek, David Novotný, Josef Vedral

Předmět zajišťuje:

katedra měření

Anotace:

Studenti získají znalosti nutné pro návrh a implementaci systémů pro zpracování a digitalizaci analogových signálů. Prohloubí znalosti získané v předchozích teoretických předmětech a získají praktickou zkušenost při návrhu a analýze systémů pro zpracování signálů, A/Č převod a sběr dat. Důraz je kladen na snižování nejistot, rychlost, stabilitu a odolnost vůči rušivým signálům.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Základní řetězec pro zpracování a digitalizaci. Nejistoty, šum, posun spektra.

2. Operační zesilovače, typy a vlastnosti, frekvenční charakteristiky.

3. Lineární zpracování signálů, elektrometrické, přístrojové a izolační zesilovače. Zesilovače s BJT a FET.

4. Nelineární zpracování signálů, logaritmické zesilovače, převodníky střídavé hodnoty.

5. Filtrace signálů, typy, vlastnosti, spojité a spínané filtry.

6. Spínání a přepínání signálů, kontaktní, polovodičové multiplexery, vzorkovací obvody.

7. Aplikace Fourierovy transformace pro zpracování a digitalizaci. Diskrétní FT, Z transformace.

8. Koherentní modulace a demodulace senzorových signálů. Principy, obvodová řešení. Snižování nejistot.

9. Vzorkování a kvantování signálů, typy vzorkování, kvantovací chyba, odstup signál-šum.

10. Digitalizace rychlých signálů, paralelní, kaskádní a aproximační A/Č převodníky.

11. Digitalizace signálů s vysokou rozlišitelností, integrační, DS převodníky, dithering.

12. Rekonstrukce signálů, typy a vlastnosti Č/A převodníků. Generování signálů, přímá digitální syntéza.

13. Testování dynamických vlastností digitalizátorů v časové a kmitočtové oblasti.

14. Zásady návrhu z hlediska EMC, potlačení rušivých signálů – obvody a fyzická topologie.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná: Vedral, Svatoš. Analog Signal Processing and Digitization in Measurement. Česká technika, 2020. ISBN: 9788001067178.

Doporučená:

Horowitz, Hill. The Art of Electronics. Cambridge University Press, 3rd Edition, 2015. ISBN: 9780521809269

Pallás-Areny, Webster. Analog Signal Processing, John Wiley & Sons, 1999. ISBN: 9780471125280

https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=5408

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út	místnost T2:A3-316 Vedral J. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř ZSmístnost T2:A3-316 Novotný D. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř ZS místnost T2:C2-82 Vedral J. Janošek M. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice T2:C2-82
St	místnost T2:A3-316 Janošek M. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř ZSmístnost T2:A3-316 Dressler M. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř ZS
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a robotika (povinně volitelný předmět)