KARTA PRZEDMIOTU 1. Nazwa przedmiotu

Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 1 z 1
KARTA PRZEDMIOTU
(pieczęć wydziału)
1. Nazwa przedmiotu: PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW
ANALOGOWYCH I CYFROWYCH
2. Kod przedmiotu:
PSAC
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2014/2015
4. Forma kształcenia: studia pierwszego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: TELEINFORMATYKA (WYDZIAŁ AEiI)
7. Profil studiów: ogólnoakademicki
8. Specjalność:
9. Semestr: 3
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Elektroniki, RAu3
11. Prowadzący przedmiot: dr hab. inż. Jacek Konopacki
12. Przynależność do grupy przedmiotów: przedmioty wspólne
13. Status przedmiotu: obowiązkowy
14. Język prowadzenia zajęć: polski
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: Zakłada się, że przed rozpoczęciem nauki
niniejszego przedmiotu student posiada przygotowanie w zakresie: matematyki (funkcje, dystrybucje,
liczby zespolone, rachunek całkowy) oraz elektrotechniki (rachunek symboliczny, obliczanie stanów
nieustalonych, charakterystyki częstotliwościowe).
16. Cel przedmiotu: Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami
dotyczącymi przetwarzania sygnałów analogowych i cyfrowych. Metodami opisu tych sygnałów w
dziedzinie częstotliwości oraz ich przechodzeniem przez układy liniowe. Omówione są także
podstawowe przekształcenia nieliniowe sygnałów oraz projektowanie filtrów analogowych i cyfrowych.
17. Efekty kształcenia:1
Nr
W1
W2
W3
U1
U2
1
Opis efektu kształcenia
Zna metody opisu sygnałów (okresowych i
nieokresowych) w dziedzinie czasu i częstotliwości.
Zna pojęcie filtru w tym filtru idealnego i warunki
niezniekształcania sygnału. Ma wiedzę nt. podstaw
modulacji i zna twierdzenie o próbkowaniu
Zna podstawowe metody opisu i projektowania
filtrów analogowych i cyfrowych
Potrafi przedstawić sygnały okresowe (nieokresowe)
w postaci szeregu Fouriera (transformaty Fouriera) i
wyznaczyć odpowiedź układu liniowego na
pobudzenie takimi sygnałami.
Potrafi dobrać częstotliwość próbkowania, a także
na podstawie dyskretnego widma określić parametry
sygnału.
należy wskazać ok. 5 – 8 efektów kształcenia
Metoda sprawdzenia
efektu kształcenia
Forma
prowadzenia
zajęć
kolokwium
wykład
Odniesienie
do efektów
dla kierunku
studiów
K1A_W05
kolokwium,
wykład
K1A_W05
kolokwium,
wykład
K1A_W05
kolokwium,
wykonanie ćwiczenia
laboratoryjnego
ćwiczenia
tablicowe i
laboratoryjne
K1A_U27
kolokwium,
wykonanie ćwiczenia
laboratoryjnego
ćwiczenia
tablicowe i
laboratoryjne
K1A_U27
Z1-PU7
U3
Potrafi korzystając z specjalistycznego
wykonanie ćwiczenia
oprogramowania zaprojektować filtr analogowy i
laboratoryjnego
cyfrowy.
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
W.:30
Ćw.15
WYDANIE N1
Strona 2 z 2
ćwiczenia
laboratoryjne
K1A_U27,
K1A_U30
L.:30
19. Treści kształcenia:
Wykład
1.
Sygnały i ich klasyfikacja. Rozkład sygnałów na składowe, analityczne reprezentacje sygnałów, szereg
Fouriera jako dyskretna reprezentacja sygnałów okresowych.
2. Szereg Fouriera trygonometryczny i zespolony, widmo amplitudowe i fazowe, równość Parsevala.
Przetwarzanie sygnałów okresowych przez układy liniowe.
3. Przekształcenie Fouriera – ciągła reprezentacja sygnałów, gęstość widmowa amplitud i faz. Własności
przekształcenia Fouriera.
4. Przetwarzanie sygnałów nieokresowych przez układy liniowe. Idealny filtr dolnoprzepustowy, warunki
niezniekształcania sygnałów. Filtry analogowe.
5. Nieliniowe przekształcanie sygnałów, przemiana częstotliwości, modulacja sinusoidalna.
6. Próbkowanie sygnałów, twierdzenie Kotielnikowa-Shannona, aliasing, odtwarzanie sygnału
spróbkowanego. Interpolacja i decymacja sygnału dyskretnego. Zmiana częstotliwości próbkowania.
7. Układy dyskretne. Proste i odwrotne przekształcenie Z – własności. Grafy przepływu sygnału.
8. Dyskretna przekształcenie Fouriera (DFT), szybki algorytm (FFT), rola okien czasowych przy obliczaniu
DFT.
9. Przykłady innych dyskretnych przekształceń i ich szybkich algorytmów: kosinusowa, Hilberta.
Transformator Hilberta.
10. Filtry cyfrowe o nieskończonej odpowiedzi impulsowej (IIR): struktury filtrów, metody projektowania (na
podstawie wzorca analogowego, bezpośrednia synteza transmitancji filtru), transformacja
dolnoprzepustowego filtru cyfrowego na inny typ przepustowości.
11. Filtry cyfrowe o skończonej odpowiedzi impulsowej (FIR): struktury filtrów, metody projektowania
(okien czasowych, Parks’a McClellan’a).
12. Skutki skończonej długości rejestrów w realizacji filtrów cyfrowych: Porównanie własności filtrów IIR
oraz FIR.
13. Podstawowe informacje o analizatorach sygnałowych: struktury analizatorów, cyfrowe analizatory sieci
i ich możliwości.
Ćwiczenia tablicowe
1. Szereg Fouriera - reprezentacja sygnałów okresowych.
2. Przetwarzanie sygnałów okresowych przez układy liniowe.
3. Przekształcenie Fouriera -reprezentacja sygnałów nieokresowych.
4. Nieliniowe przekształcania sygnałów sinusoidalnych, modulacja, próbkowanie.
5. Obliczanie prostej i odwrotnej transormaty Z
6. Próbkowanie, splot dyskretny.
7. Projektowanie filtrów.
Zajęcia laboratoryjne
1. Zapoznanie ze sprzętem – oscyloskop cyfrowy
2. Aproksymacja sygnałów okresowych szeregiem Fouriera
3. Przechodzenie sygnałów okresowych prze ukłądy liniowe
4. Przekształcenie Fouriera
5. Nieliniowe przekształcenie sygnałów
6. Twierdzenie o próbkowaniu
7. Dyskretna transformacja Fouriera
8. Transformacja Z i transmitancja
9. Filtry IIR.
10. Własności i projektowanie filtrów FIR
20. Egzamin: nie1
Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 3 z 3
21. Literatura podstawowa:
1.
Jerzy Szabatin. Podstawy teorii sygnałów. WKŁ, Warszawa, 2000.
2. Jacek Izydorczyk, Grzegorz Płonka, Grzegorz Tyma. Teoria sygnałów - wstęp. Helion, Gliwice, 1999.
3. R.G. Lyons „Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów”, WKŁ, Warszawa 1999
4. T.P.Zieliński „Cyfrowe przetwarzanie sygnałów”, WKŁ, Warszawa 2005
22. Literatura uzupełniająca:
1. J. Izydorczyk, J. Konopacki – „Filtry analogowe i cyfrowe”, PKJS, Gliwice 2003.
2. A.V. Oppenheim, R.W. Schafer - "Cyfrowe przetwarzanie sygnałów" WKŁ Warszawa 1979
3. Jerzy Osiowski, Jerzy Szabatin. Podstawy teorii obwodów, tom III. WNT,Warszawa, 1995.
4. Marian Pasko, Janusz Walczak. Teoria sygnałów. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1999.
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
Forma zajęć
1
Wykład
2
Ćwiczenia
15/25
3
Laboratorium
30/30
4
Projekt
/
5
Seminarium
/
6
Inne
Suma godzin
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
30/5
5/0
80/60
24. Suma wszystkich godzin: 140
25. Liczba punktów ECTS:2 5
26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 3
27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 2
26. Uwagi:
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/
Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub
dyrektora jednostki międzywydziałowej)
2
1 punkt ECTS – 30 godzin.