Detail předmětu

Signály 1

FEKT-BPC-SI1Ak. rok: 2024/2025

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

 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Vstupní znalosti

Jsou požadovány základní znalosti bakalářské matematiky (derivace, integrály, řešení rovnic, základy pravděpodobnostní analýzy, statistická rozložení).
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.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Studenti mohou získat maximálně 30 bodů za aktivní práci během semestru a 70 bodů za závěrečnou zkoušku. Bodované aktivity jsou následující: dva testy zaměřené na počítání signálových příkladů (15 bodů) a počítačová cvičení (15 bodů). Závěrečná zkouška obsahuje otázky z teorie signálů a soustav a početní příklady.
Všechna cvičení jsou povinná. Zameškanou výuku lze nahradit obvykle koncem semestru.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s nejčastějšími typy signálů a jejich základními vlastnostmi a ukázat analýzu systémů včetně principů působení systémů na signály.
Absolvent předmětu je schopen: (a) změřit a popsat signály, (b) definovat a generovat potřebný signál, (c) určit spektrum a vlastnosti signálů, (d) provádět převody mezi analogovými a číslicovými signály, (e) analyzovat systémy, (f) diskutovat výhody a nevýhody různých signálů a metod na jejich zpracování.

Studijní opory

Studijní opory jsou doporučená literatura, skripta a fólie z přednášek.

 

Základní literatura

MITRA, S. K. Digital signal processing. A computer-based approach. New York: The McGraw-Hill Companies, 2015. (EN)
KAMEN, E. W., HECK, B. S. Fundamentals of Signals and Systems. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 2016. (EN)
GIANNAKOPOULOS, T., PIKRAKIS, A. Introduction to Audio Analysis: A MATLAB Approach. New York: Academic Press, 2014. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

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

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Počítání příkladů podle přednášek

2. Počítání příkladů podle přednášek

3. Počítání příkladů podle přednášek

4. Písemný test

5. Počítání příkladů podle přednášek

6. Počítání příkladů podle přednášek

 

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Opakování grafiky v MATLABu, spojité periodické signály

2. Výkon periodických signálù, generování pravoúhlého signálu

3. Obdélníkový periodický signál, výpoèet spektra

4. Generování aperiodických signálù

5. Vzorkování signálù

6. Individuální náhrady zameškaných hodin

 

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Analýza periodických signálů

2. Spektra periodických signálů

3. Určování nelineární převodní charakteristiky

4. Působení nelineární soustavy na signály

5. Zpracování diskrétních signálů

6. Individuální náhrady zameškaných hodin