Detail předmětu

Signály a systémy

FEKT-BPC-SASAk. rok: 2021/2022

Úvod, motivace, rozdělení signálů. Signály se spojitým časem, Fourierova transformace, frekvenční spektrum signálu. Lineární spojité systémy, vnější popis systémů. Stabilita spojitých systémů. Signály s diskrétním časem, vzorkování. Diskrétní Fourierova transformace, spektrum signálu. Pojem diskrétního lineárního systému, vnější popis diskétních systémů. Stabilita diskrétních systémů. Diskretizace spojitých systémů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

8

Garant předmětu

Ing. Miroslav Jirgl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- vypočítat frekvenční spektrum spojitého periodického i neperiodického signálu
- demonstrovat vnější popis lineárního spojitého systému
- určit stabilitu lineárního spojitého systému
- demonstrovat podmínky vzorkování spojitého signálu
- vypočítat frekvenční spektrum diskrétního periodického i neperiodického signálu
- demonstrovat vnější popis lineárního diskrétního systému
- určit stabilitu lineárního diskrétního systému
- diskretizovat spojitý lineární systém

Prerekvizity

Diferenciální a integrální počet jedné proměnné, Fourierovy řady, Fourierova transformace, lineární diferenciální rovnice, Laplaceova transformace, lineární diferenční rovnice, Z transformace.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky s demonstrací praktických výpočtů a počítačová cvičení. Studenti píší během semestru 4 testy a vypracují 1 individuální projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

20 bodů za 3 semestrální testy / projekty
15 bodů za samostatný projekt
65 bodů za semestrální zkoušku

Osnovy výuky

1. Úvod, motivace, signály se spojitým časem.
2. Fourierova řada a transformace, frekvenční spektrum signálu.
3. Pojem spojitého lineárního systému, diferenciální rovnice, její řešení, Laplaceova transformace.
4. Operátorový přenos, póly a nuly, frekvenční přenos.
5. Frekvenční charakteristiky lineárního systému.
6. Přechodová a impulzová charakteristika.
7. Stabilita systémů.
8. Signály s diskrétním časem, vzorkování spojitého signálu.
9. Diskrétní Fourierova transformace, spektrum diskrétního signálu.
10. Pojem diskrétního lineárního systému, diferenční rovnice, Z transformace.
11. Operátorový přenos, póly a nuly, frekvenční přenos a frekvenční charakteristiky.
12. Přechodová a impulzová charakteristika. Stabilita diskrétních systémů.
13. Diskretizace spojitého systému.

Učební cíle

Seznámit studenty se základními pojmy teorie signálů a systémů a to jak se spojitým tak s diskrétním časem. Naučit studenty aplikovat tyto základní pojmy na skutečné signály a systémy.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

JURA, Pavel. Signály a systémy. Elektronické skriptum (část I, II, III), třetí opravené vydání, Brno 2016. (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AMT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

52 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Miroslav Jirgl, Ph.D.

Osnova

1 Úvod, motivace, signály se spojitým časem.
2 Fourierova řada a transformace, frekvenční spektrum signálu. Příklady.
3 Pojem spojitého lineárního systému, diferenciální rovnice, její řešení, Laplaceova transformace. Příklady.
4 Operátorový přenos, póly a nuly, frekvenční přenos. Příklady.
5 Frekvenční charakteristiky lineárního systému. Příklady.
6 Přechodová a impulzová charakteristika. Příklady
7 Stabilita systémů. Příklady.
8 Signály s diskrétním časem, vzorkování spojitého signálu. Příklady.
9 Diskrétní Fourierova transformace, spektrum diskrétního signálu. Příklady.
10 Pojem diskrétního lineárního systému, diferenční rovnice, Z transformace. Příklady.
11 Operátorový přenos, póly a nuly, frekvenční přenos a frekvenční charakteristiky. Příklady.
12 Přechodová a impulzová charakteristika. Stabilita diskrétních systémů. Příklady.
13 Diskretizace spojitého systému. Příklady.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ondrej Mihálik

Osnova

1. Úvod do prostředí MATLAB, základní funkce a datové typy, operace s vektory a maticemi, 2D grafy.
2. Spojité signály - operace a manipulace se signály. Funkce, řetězce, práce s .mat soubory.
3. Spojité LTI systémy - definice, popis (charakteristiky) a jejich vlastnosti.
4. Diskrétní signály - DFT (FFT). Cykly, větvení programu a časování.
5. Diskrétní LTI systémy - definice, popis (charakteristiky) a jejich vlastnosti. Diferenční rovnice jako algoritmus.
6. Diskretizace spojitých systémů, vliv periody vzorkování na dynamické vlastnosti systému. Práce na projektu.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz