Diskretni signali in sistemi

Visokošolski učitelji: Levstek Andrej
Sodelavci: Pirc Matija

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• Vpis v 3. letnik študija.

Vsebina:

Vzorčenje, spekter idealno vzorčenega signala, rekonstrukcija časovno zveznega signala, teorem o vzorčenju. Vrste diskretnih signalov ( periodični, aperiodični, naključni). Spektralna analiza diskretnih signalov (časovno diskretna Fouriereva transformacija TDFT, diskretni Fourierev transform - DFT). Časovno diskretni linearni časovno nespremenljivi (LTI) sistemi (gradniki sistemov, kavzalnost, stabilnost). Opisovanje diskretnih LTI sistemov (diferenčna enačba, impulzni odziv, frekvenčni odziv, z-transformacija, sistemska funkcija). Lastnosti LTI sistema na osnovi lege polov in ničel sistemske funkcije (stabilnost, zrcaljenje ničel, fazni sukalnik, sistemi z linearno fazo, kaskadna vezava). Diskretni filtri (bločna shema in diagram pretoka, strukture diskretnih filtrov, osnovne filtrske karakteristike). Načrtovanje FIR filtrov (načrtovanje z oknenjem, frekvenčne preslikave FIR sit, načrtovanje optimalnih FIR filtrov). Načrtovanje IIR filtrov (impulzno invariantna metoda, bilinearna preslikava). Sistemi z več frekvencami vzorčenja (decimacija, interpolacija, uporaba interpolacije pri rekonstrukciji). Digitalna obdelava signalov (kvantizacijski šum, vpliv kvantizacije koeficientov, praktične izvedbe).

Cilji in kompetence:

• Osnovne lastnosti časovno diskretnih signalov. Zveze med diskretnimi in časovno zveznimi signali.
• Uporaba DFT-ja za spektralno analizo zveznih signalov.
• Digitalna obdelava signalov z digitalnimi filtri. Posebnosti FIR sistemov, ki jih časovno zveznih sistemih ne moremo realizirati.
• Pomen pravilne izbire strukture sistema na degradacijo karakteristike zaradi končne točnosti koeficientov.

Predvideni študijski rezultati:

Študent bo pridobil osnovno znanje, ki mu bo omogočalo načrtovanje digitalne obdelave signalov z računalnikom. Poznavanje vplivov končne natančnosti koeficientov na frekvenčni odziv mu bo omogočilo izbiro ustreznih strukture za realizacijo diskretnega sistema z uporabo splošnih ali signalnih procesorjev.

Metode poučevanja in učenja:

• Predavanja, avditorne ,
• laboratorijske vaje, domače naloge.

Gradiva

1. S. Tomažič, S. Leonardis: Diskretni signali in sistemi, Založba FE in FRI, Ljubljana, 2004
2. S. K. Mitra, Digital signal processing: a computer based approach, fourth edition, McGraw-Hill, 2011