Detail předmětu

Signály a soustavy

FEKT-BSISAk. rok: 2010/2011

Signály a systémy se spojitým časem, signály a systémy s diskrétním časem, reprezentace v časové a kmitočtové oblasti, vzájemné souvislosti. Náhodné signály. Sdělovací signály a soustavy. Analogové a číslicové modulace ve sdělovací technice. Problematika je objasňována na příkladech konkrétních signálů a systémů ze současné technické praxe. V laboratoři probíhají měření a simulace signálů na spektrálních analyzátorech a osobních počítačích .

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Studenti získají základní vědomosti o signálech a systémech se spojitým časem, signálech a systémech s diskrétním časem a o jejich reprezentací v kmitočtové oblasti, o náhodných signálech, analogových a zejména číslicových sdělovacích soustavách.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia, například znalost jednoduchých výpočtů s komplexními čísly.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

Řečové, datové a obrazové signály. Signál jako funkce času a kmitočtu. Základní operace se signály. Harmonický signál.
Periodické signály v technické praxi. Výpočet spektra periodických obdélníkových impulsů. Poučky o spektrech.
Fyzikální náhled na Fourierovu transformaci. Základní vlastnosti. Spektrální funkce vybraných signálů.
Kmitočtové charakteristiky lineárního neparametrického systému. Ideální přenosový článek. Kmitočtový filtr. Přenosová funkce v Laplaceově transformaci.
Signály jako náhodné procesy. Hustota rozdělení, střední hodnota, rozptyl. Stacionarita a ergodicita. Korelace.
Ideální vzorkování, rekonstrukce signálu ze vzorků. Signály s diskrétním časem. Normovaný čas, normovaný kmitočet.
Operace s diskrétními signály. Diskrétní Fourierova řada. Informace obsažená v prvcích obrazu.
Diskrétní Fourierova transformace. Vlastnosti, příklady. FT diskrétního signálu. Použití DFT. Princip FFT.
Náhodné signály s diskrétním časem.Příklady, počítačové modelování a jeho aplikace. Spektrální hustota výkonu.
Systémy s diskrétním časem. Prvky diskrétních systémů LTI. Charakteristiky, přenos. Příklady.
Sdělovací soustava a její charakteristiky. Signály pro přenos dat v základním pásmu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se signály a systémy se spojitým časem, signály a systémy s diskrétním časem, jejich reprezentací v kmitočtové oblasti. Dát studentům základní informace o náhodných signálech, analogových a zejména číslicových sdělovacích soustavách.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-EST , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

Osnova

Přehled a rozdělení technických signálů, základní operace se signály v čase, harmonický signál.
Periodické signály v technické praxi, obdélníkové impulsy.
Fourierova transformace, základní vlastnosti, spektrální funkce vybraných signálů.
Lineární neparametrické systémy, ideální přenosový článek.
Signály jako náhodné procesy, stacionarita a ergodicita.
Korelace a konvoluce, vlastnosti, praktické aplikace, vzájemný vztah.
Ideální a skutečné vzorkování, rekonstrukce signálu ze vzorků.
Operace s diskrétními signály, diskrétní Fourierova řada.
Diskrétní Fourierova transformace, použití DFT, princip a význam FFT.
Náhodné signály s diskrétním časem.
Systémy s diskrétním časem, prvky diskrétních systémů, charakteristiky.
Signály a soustavy pro přenos dat v základním a v přeloženém pásmu.
Zpracování signálů v multimédiích, lékařství a bezpečnostních složkách.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

Osnova

Úvod do programu MathCAD.
Časové průběhy signálů, základní operace se signály.
Zpracování externích signálů na počítači.
Vyšetřování konvoluce signálů.
Syntéza akustických signálů.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ján Kapusta
Ing. Viera Biolková

Osnova

Seznámení s laboratoří. Bezpečnost práce, obsluha přístrojů.
Generování a zobrazení definovaných signálů.
Periodické signály a jejich spektra.
Měření a vyhodnocení srdečních pulzů.
Průchod signálů lineární a nelineární soustavou.
Modulované signály.