Ing. Jiří Mekyska, Ph.D.

Ústav telekomunikací (UTKO)

Všech fakult

Absolvent předmětu je schopen:
- definovat, popsat a vizualizovat spojité a diskrétní signály
- provádět operace se signály, jako např. konvoluci, korelaci, časové posunutí, změnu časového měřítka
- definovat spojité a diskrétní systémy a popsat jejich vlastnosti (časová invariance, linearita, kauzalita, stabilita)
- pracovat s přenosovou funkcí, impulzní a kmitočtovou charakteristikou systému
- vypočítat odezvu LTI systému
- provést spektrální analýzu signálu pomocí Fourierovy řady, Fourierovy transformace, Fourierovy transformace diskrétního signálu, diskrétní Fourierovy řady, diskrétní Fourierovy transformace a rychlé Fourierovy transformace
- pochopit funkci jednoduchých filtrů
- popsat A/D a D/A převod a předejít aliasingu
- aplikovat transformaci Z
- popsat rozdíly mezi IIR a FIR systémy
- spojovat dílčí sekce systémů
- pracovat se základními modulacemi
- matematicky popsat náhodné procesy
- provést odhad výkonovou spektrální hustotu

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia zvláště z matematiky a fyziky. Důraz je kladen na znalost komplexních čísel a práce s nimi. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

SMÉKAL, Z.: From Analog to Digital Signal Processing: Theory, Algorithms and Implementation. Prague, Sdelovaci technika, 2018, 504 pages. ISBN 978-80-86645-24-4 (EN)
PROAKIS, John G a Dimitris G MANOLAKIS. Digital signal processing. 4th ed. Upper Saddle River: Pearson Prentice Hall, 2007, xix, 1084 s. : il. ISBN 0-13-187374-1. (EN)
OPPENHEIM, Alan V, Alan S WILLSKY a S. Hamid NAWAB. Signals and systems. 2nd ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 1997, 957 s. : il. ISBN 0-13-814757-4. (EN)
MITRA, Sanjit K. Digital signal processing: a computer based approach. 3rd ed. Boston: McGraw-Hill, 2006, 972 s. ISBN 0-07-286546-6. (EN)
LITTLE, Max A. Machine learning for signal processing: data science, algorithms, and computational statistics. New York: Oxford University Press, 2019. ISBN 9780198714934. (EN)
PODLUBNY, Igor. Fractional differential equations: an introduction to fractional derivatives, fractional differential equations, to methods of their solution and some of their applications. San Diego: Academic Press, c1999. ISBN 9780125588409. (EN)
KILBAS, A. A., H. M. SRIVASTAVA a Juan J. TRUJILLO. Theory and applications of fractional differential equations. Amsterdam ; Boston: Elsevier, 2006. ISBN 0444518320. (EN)

Předmět obsahuje jak přednášky, počítačová, tak i laboratorní cvičení. Podle toho jsou také voleny metody výuky. V přednáškách jsou kombinovány moderní audiovizuální metody využívající prezentace s podrobnějším odvozováním základních metod a algoritmů na tabuli. Také jsou používány aplety pro zvýšení názornosti výuky. Všechny přednášky a ukázky jsou uvedeny v e-learningu. V počítačových cvičeních si studenti osvojují základní matematické metody analýzy signálů a systémů. V laboratorních cvičeních si studenti vyzkouší analýzu signálů a soustav na hardwarových vzorcích.

Pro úspěšné ukončení předmětu je nutné absolvovat povinně laboratorní cvičení a získat zápočet. Za semestr z laboratoří a numerických cvičení mohou získat 40 bodů ze 100. Zbytek, tj. 60 bodů, mohou získat úspěšným složením závěrečné písemné zkoušky. Zkouška z předmětu bude probíhat distančně.

angličtina

1. Signály a jejich matematické modely
2. Systémy a jejich matematické modely
3. Periodické signály a jejich spektrum
4. Fourierova reprezentace jednorázových spojitých signálů.
5. Systémy se spojitým časem.
6. Vzorkování signálu se spojitým časem
7. Signály s diskrétním časem
8. Fourierova transformace diskrétního signálu
9. Rychlá Fourierova transformace
10. Transformace Z a její vlastnosti
11. Systémy s diskrétním časem
12. Signály pro přenos v základním a přeloženém pásmu
13. Výkonová spektrální hustota a její výpočet

Cílem předmětu je seznámit studenty s jednorozměrnými (1D) a dvojrozměrnými (2D) signály a systémy se spojitým časem, signály a systémy s diskrétním časem a s impulzními a číslicovými signály a systémy. Dále je nutné zavést pojem spektrum 1D a 2D signálů a zdůraznit jeho rozdíl od kmitočtové charakteristiky 1D a 2D systému. Následně je cílem poskytnout studentům základní informace o náhodných signálech a jejich vlivu na systémy, uvést modulace a definovat popis vlastností sdělovacích soustav.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

• Program BPA-ELE bakalářský

  specializace BPA-ECT , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný
  

12 hod., povinná

Ing. Jiří Mekyska, Ph.D.

eLearning: aktuální otevřený kurz