Wykład i Laboratorium Przetwarzanie Sygnałów

Wykład

Informacje

Prowadzący zajęcia: dr hab. inż. Tomasz Piasecki, prof. Uczelni.

Wykład odbywa się w semestrze zimowym.

Literatura

Podstawowa

R.G. Lyons, Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, WKŁ 2000 Warszawa
J. Szabatin, Podstawy teorii sygnałów, WKŁ 2007 Warszawa
S. W. Smith, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów – praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców, BTC 2007 Warszawa

Uzupełniająca

V.K. Madisetti, D.B. Williams, Digital Signal Processing Handbook, Chapman&Hall/CRC 1999
R.N. Bracewell, The Fourier Transform and Its Applications, MacGraw-Hill 2000
W.K. Pratt, Digital Image Processing, Willey 2007

Materiały dodatkowe

Zbiór zadań rachunkowych do wykładu link

Czym jest transformata Fouriera? (polskie napisy)

O czym mówi transformata Laplace'a? (polskie napisy)

Zasady zaliczenia

Warunkiem zaliczenia wykładu jest uzyskanie co najmniej 50 pkt liczonych jako suma punktów z dwóch kolokwiów, na których można zdobyć po 50 pkt. Dla osób, którym do zaliczenia będzie brakowało punktów zostanie zorganizowana dopytka, na której można uzyskać 30 pkt i otrzymać maksymalną ocenę 3,0 pod warunkiem, że suma punktów z kolokwiów i dopytki przekroczy 50.

Terminy kolokwiów: 30.11.2020, 1.02.2021
Termin dopytki: - do ustalenia -

Lista zagadnień na kolokwia

Kolokwium 1:
1. Definicja sygnału, modelu sygnału.
2. Rodzaje sygnałów, przekazywanie informacji przez sygnały.
3. Sygnały elementarne: impuls prostokątny, trójkąty, gaussowski, skok jednostkowy, sygnał harmoniczny, sinc, delta Diraca, sygnał grzebieniowy.
4. Ciągłe i dyskretne przekształcenie Fouriera: definicje, widma prostych sygnałów (harmoniczny, prostokatny, delta Diraca)
5. Właściwości dyskretnego przekształcenia Fouriera, relacja z przekształceniem ciągłym, cykliczność widma.
6. Splot w dziedzinie czasu ciągłego i dyskretnego. Właściwości, zastosowania, powiązanie z przekształceniem Fouriera
7. Twierdzenie o przesunięciu sygnału w czasie.
8. Niejednoznaczność i rozwinięcie fazy.
9. Modulacja amplitudowa
10. Pzeciek widma i okienkowanie
11. Szybka Transformata Fouriera
12. Systemy liniowe stacjonarne: definicja, właściwości, odpowiedzi SLS w dziedzinie czasu i częstotliwości

Kolokwium 2:

Filtry o skończonej odpowiedzi impulsowej (SOI)
- struktura filtra SOI, opis matematyczny filtra SOI
- odpowiedzi impulsowa, skokowa i częstotliwościowa filtra SOI
- łączenie filtrów SOI
- projektowanie filtrów SOI (filtr średniej ruchomej, filtr dolnoprzepustowy, filtr górnoprzepustowy)
Transformata Laplace'a: definicja, powiązanie rodzaju odpowiedzi impulsowej z transmitancją SLS w dziedzinie częstotliwości zespolonej
Transformata Z: definicja, właściwości, powiązanie rodzaju odpowiedzi impulsowej z transmitancją SLS w dziedzinie zmiennej z
Filtry o nieskończonej odpowiedzi impulsowej (NOI)
- struktura filtra NOI, opis matematyczny filtra NOI w dziedzinie czasu i zmiennej z
- projektowanie filtrów NOI (m. in. metoda transformacji biliniowej, metoda zoptymalizowana)
Rodzaje i parametry sygnałów: sygnały impulsowe, nieskończone, okresowe; całka, wartość średnia, energia, moc i wartość skuteczna sygnału; momenty sygnału
Sygnały losowe: definicja, funkcja korelacji wzajemnej, funkcja autokorelacji, gęstość widmowa energii, mocy i amplitudy
Szumy komponentów elektronicznych (obliczenia mocy bądź wartości skutecznej na podstawie gęstości widmowej)
Przetwarzanie analogowo - cyfrowe (próbkowanie, aliasing, szum kwantyzacji, nadpróbkowanie)

Laboratorium

Informacje

Laboratorium odbywa się w semestrze zimowym. Zajęcia rozpoczynają się już od 1. tygodnia zajęć.

Regulamin laboratorium

Kadra

dr hab. inż. Tomasz Piasecki, prof. Uczelni
dr hab. inż. Jarosław Serafińczuk, prof. Uczelni
dr inż. Piotr Putek

Literatura

S. W. Smith, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów – praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców, BTC 2007 Warszawa (link do strony autora)
R.G. Lyons, Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, WKŁ 2000 Warszawa

Ćwiczenia

Nr	Temat ćwiczenia	Materiały
1	Wprowadzenie do programu Octave	instrukcja [pdf]
2	Podstawowe operacje na sygnałach dyskretnych	instrukcja [pdf]
3	Dyskretna Transformacja Fouriera	instrukcja [pdf]
4	Właściwości dyskrentego przekształcenia Fouriera	instrukcja [pdf]
5	Filry o skończonej odpowiedzi impulsowej	instrukcja [pdf]
6	Filtry o nieskończonej odpowiedzi impulsowej	instrukcja [pdf]
7	Zastosowania filtrów cyfrowych	instrukcja [pdf] Wroclaw.wav - Wrocław Crazy_Eyes.wav - Youtube audio library - fragment Crazy Eyes, autor Verified Picasso Seven_Twenty.wav - Youtube audio library - fragment Seven Twenty, autor Diamond Oritz Shoulder_Closures.wav - Youtube audio library - fragment Shoulder Closures, autor Gunnar Olsen
8	Termin rezerwowy

Materiały pomocnicze

Strona projektu Octave
Karta z podstawowymi instrukcjami w języku Octave opracowana w języku polskim przez dr. Piotra Krzyżanowskiego (Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki, Uniwersytet Warszawski