Detail předmětu

Signály 1

FEKT-BPC-SI1Ak. rok: 2019/2020

Předmět Signály 1 se věnuje základům zpracování analogových a číslicových signálů a analýze systémů. Tato problematika tvoří součást řady různých technických zařízení. V předmětu jsou představeny základní principy spojitých a diskrétních signálů a systémů. Signály jsou reprezentovány jak v časové oblasti, tak také v kmitočtové oblasti. Dále jsou probírány základní typy signálů a jejich vlastnosti, potřebné operace se signály, klasifikace a analýza systémů. Studenti se také seznámí s vizualizací a zpracováním signálů pomocí počítače s běžným signálovým software a získají praktické zkušenosti s laboratorními přístroji jako osciloskop, signálový generátor, signálový analyzátor, apod. Studenti využijí získané znalosti v navazujících předmětech, které jsou zaměřeny na specifické aplikace metod zpracování signálů.

Výsledky učení předmětu

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.

Prerekvizity

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

Doporučená nebo povinná 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)
JAN, J. Číslicová filtrace, analýza a restaurace signálů. Brno: VUT v Brně, 2002. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení odborného základu, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Studenti mohou získat maximálně 30 bodů za aktivní práci během semestru a 70 bodů za závěrečnou zkoušku. Bodované aktivity jsou následující: jeden test zaměřený na počítání signálových příkladů (10 bodů), pět počítačových cvičení (10 bodů) a pět laboratorních cvičení (10 bodů). Závěrečná písemná zkouška obsahuje otázky z teorie signálů s soustav a početní příklady (70 bodů).

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

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. Signály v náhodných procesech, stacionarita, ergodicita

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty s nejčastějšími typy signálů a jejich základními vlastnostmi a ukázat analýzu systémů včetně principů působení systémů na signály.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Všechna cvičení jsou povinná. Zameškanou výuku lze nahradit obvykle koncem semestru.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-EKT bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, 7 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení odb. zák.

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor