Detail předmětu

Signály a systémy

FEKT-BPC-SISAk. rok: 2024/2025

Předmět poskytuje úvod to teorie lineárních, časově invariantních spojitých a diskrétních signálů a systémů. Posluchači jsou seznámeni s používanými metodami pro popis a analýzu těchto signálů a systémů jako jsou: časové funkce a řady, frekvenční obrazy, Fourierovy řady, vzorkování, transformace (Laplaceova, Fourierova, Z), diferenciální a diferenční rovnice. Pomocí těchto metod se pak zkoumají základní charakteristiky signálů a systémů jako jsou: linearita, časová invariantnost, kauzalita, stabilita, výkon, aj.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

Ing. Miroslav Jirgl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Vstupní znalosti

Posluchač by měl mít dostatečné znalosti z matematické analýzy na úrovni bakalářského studia, zejména pak v oblasti diferenciálního a integrálního počtu, řad a komplexních čísel.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Kritérium hodnocení kurzu je založeno na bodovém hodnocení v souladu s článkem 13 Studijního a zkušebního řádu VUT. Horní hranice bodů je v jednotlivých kategoriích stanovena takto:
30 bodů za samostatnou práci.
70 bodů za závěrečnou zkoušku.
Účast na zkoušce je podmíněna udělením zápočtu. Zápočet je udělen za samostatnou práci, která je hodnocena minimálně 15 body.
Kontrolovaná výuka předmětu je určena v souladu článkem 7.5 Studijního a zkušebního řádu VUT a je prováděna vyučujícím kurzu způsobem a v míře odpovídající zvyklostem akademické obce. Nahrazování zameškané výuky je řešeno individuálně dle požadavků posluchače a uvážení garanta předmětu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit posluchače s teorií spojitých a diskrétních lineárních signálů a systémů a se základními principy jejich analýzy.
Absolvent předmětu je schopen:
Popsat spojité a diskrétní signály v časové a frekvenční doméně.
Provádět se spojitými a diskrétními signály transformace pomocí Fourierových řad, Fourierovy transformace, Laplaceovy transformace a Z-transformace.
Popsat praktické důsledky a vlastnosti těchto transformací.
Popsat základní vlastnosti LTI spojitých systémů.
Popsat základní vlastnosti LTI diskrétních systémů.
Použít různé metody popisu LTI systémů.
Stanovit odezvu LTI systému na základní a obecné signály.
Určit z popisu LTI systému jeho základní vlastnosti, jako je linearita, časová invariance, kauzalita a stabilita.

Základní literatura

OPPENHEIM, Alan, WILLSKY, Alan a Syed HAMID. Signals and Systems. 2nd edition. Prentice Hall, 1996. ISBN: 0138147574. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-APE bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Miroslav Jirgl, Ph.D.

Osnova

1. Úvod a motivace; spojitý a diskrétní svět, klasifikace signálů.
2. Spojité a diskrétní signály - základní operace a manipulace, diskretizace spojitého signálu.
3. Frekvenční doména spojitého signálu, Fourierova řada.
4. Fourierova transformace + příklady.
5. Časová a frekvenční doména diskrétního signálu, diskrétní Fourierova řada a transformace (DFT).
6. Systémy - definice, klasifikace + reálné příklady systémů.
7. Spojitý LTI systém - popis pomocí diferenciálních rovnic, Laplaceova transformace.
8. Spojitý LTI systém - přenosová funkce, póly a nuly, stabilita spojitého LTI systému.
9. Spojitý LTI systém - odezva na standardní vstupní signály, vazba na BIBO stabilitu.
10. Diskrétní LTI systém - popis pomocí diferenčních rovnic, Z-transformace.
11. Diskrétní LTI systém - přenosová funkce, póly a nuly, stabilita diskrétního LTI systému.
12. Diskrétní LTI systém - odezva na standardní vstupní signály, vazba na BIBO stabilitu.
13. Shrnutí učiva.