Detail předmětu

Signály 1

FEKT-BPC-SI1Ak. rok: 2025/2026

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

Garant předmětu

prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Vstupní znalosti

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

V počítačovém cvičení je nutná základní znalost práce s MATLABem (obsluha programu, použití podprogramů, vytváření obrázků a grafů).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Studenti mohou získat maximálně 20 bodů za aktivní práci během semestru (dva testy zaměřené na počítání signálových příkladů ) a 80 bodů za závěrečnou zkoušku. 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

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

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 na počítači

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

Osnova

1. Obecné průběhy signálů a jejich změny, opakování grafiky v MATLABu

2. Harmonický signál a různé způsoby jeho vyjádření, komplexní složky

3. Fourierova řada, význam jednotlivých členů řady

4. Obdélníkový periodický signál, vytváření víceúrovňových pravoúhlých signálů

5. Fourierova transformace, vztah k Fourierově řadě

6. Generování aperiodických signálů

7. Vzájemná korelační funkce, autokorelační funkce

8. Konvoluční funkce, konvoluční teorém a spektrální funkce

9. Působení nelineární soustavy na signály v časové oblasti

10. Působení nelineární soustavy na signály v kmitočtové oblasti

11. Vzorkování a kvantování signálů

12. Rekonstrukce spojitých signálů z diskrétních vzorků

13. Individuální náhrady zameškaných cvičení