Detail předmětu
Signály 1
FEKT-BKC-SI1Ak. rok: 2022/2023
Předmět Signály 1 se věnuje základům zpracování analogových a číslicových signálů a analýze systémů. Tato problematika tvoří součást řady různých technických zařízení. V předmětu jsou představeny základní principy spojitých a diskrétních signálů a systémů. Signály jsou reprezentovány jak v časové oblasti, tak také v kmitočtové oblasti. Dále jsou probírány základní typy signálů a jejich vlastnosti, potřebné operace se signály, klasifikace a analýza systémů. Studenti se také seznámí s vizualizací a zpracováním signálů pomocí počítače s běžným signálovým software a získají praktické zkušenosti s laboratorními přístroji jako osciloskop, signálový generátor, signálový analyzátor, apod. Studenti využijí získané znalosti v navazujících předmětech, které jsou zaměřeny na specifické aplikace metod zpracování signálů.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Předmět je ukončen zápočtem a zkouškou.
Pro získání zápočtu je třeba absolvovat dvě počítačová cvičení a vypracovat domácí úkoly.
Studenti mohou získat maximálně 30 bodů za aktivní práci během semestru a 70 bodů za závěrečnou zkoušku. Bodované aktivity jsou následující: jeden test zaměřený na počítání signálových příkladů (10 bodů), počítačová cvičení (10 bodů) a domácí úkoly (10 bodů). Závěrečná zkouška obsahuje otázky z teorie signálů s soustav a početní příklady (písemná část 60 bodů, ústní část 10 bodů).
Osnovy výuky
1. Úvod do teorie signálů a soustav, základní signálové operace, harmonický signál
2. Periodické signály, typické příklady, obdélníkové impulsy
3. Neperiodické a kvaziperiodické signály, typické příklady
4. Fourierova transformace, spektrální funkce vybraných signálů
5. Korelace a konvoluce, vlastnosti, praktické aplikace, vzájemný vztah
6. Systémy se spojitým časem, Laplaceova transformace, přenosová funkce
7. Analýza systémů se spojitým časem, lineární a nelineární systémy
8. Převody mezi analogovými a digitálními signály, vzorkování, kvantování
9. Vlastnosti digitálních signálů, rekonstrukce signálu ze vzorků
10. Diskrétní Fourierova transformace, použití DFT, princip výpočtu FFT
11. Systémy s diskrétním časem, prvky diskrétních systémů, charakteristiky
12. Analýza systémů s diskrétním časem, testovací signály
13. Praktické příklady na využití analýzy signálů a systémů
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
JAN, J. Číslicová filtrace, analýza a restaurace signálů. Brno: VUT v Brně, 2002. (CS)
KAMEN, E. W., HECK, B. S. Fundamentals of Signals and Systems. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 2016. (EN)
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BKC-EKT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod do teorie signálů a soustav, základní signálové operace, harmonický signál
2. Periodické signály, typické příklady, obdélníkové impulsy
3. Neperiodické a kvaziperiodické signály, typické příklady
4. Fourierova transformace, spektrální funkce vybraných signálů
5. Korelace a konvoluce, vlastnosti, praktické aplikace, vzájemný vztah
6. Systémy se spojitým časem, Laplaceova transformace, přenosová funkce
7. Analýza systémů se spojitým časem, lineární a nelineární systémy
8. Převody mezi analogovými a digitálními signály, vzorkování, kvantování
9. Vlastnosti digitálních signálů, rekonstrukce signálu ze vzorků
10. Diskrétní Fourierova transformace, použití DFT, princip výpočtu FFT
11. Systémy s diskrétním časem, prvky diskrétních systémů, charakteristiky
12. Analýza systémů s diskrétním časem, testovací signály
13. Praktické příklady na využití analýzy signálů a systémů
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Opakování grafiky v MATLABu, spojité periodické signály a Fourierova řada
2. Výkon periodických signálů, generování pravoúhlého signálu
3. Obdélníkový periodický signál, výpočet spektra
4. Generování aperiodických signálů
5. Vzorkování signálů
6. Individuální náhrady zameškaných hodin
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Elearning