Бакалавриат
2021/2022
Цифровая обработка сигналов
Статус:
Курс по выбору (Информатика и вычислительная техника)
Направление:
09.03.01. Информатика и вычислительная техника
Кто читает:
Департамент компьютерной инженерии
Когда читается:
4-й курс, 1-3 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Ажмяков Вадим Викторович
Язык:
русский
Кредиты:
8
Контактные часы:
92
Программа дисциплины
Аннотация
Дисциплина “Цифровая обработка сигналов” рассчитана на студентов четвертого курса года обучения в бакалавриате и направлена на изучения основных положений теории цифровой обработки сигналов, основ аналитических и численных методов расчета и анализа цифровых преобразователей сигналов и развитие навыков проектирования цифровых преобразователей сигналов. В курсе рассматривается основы анализа сигналов, спектральный анализ, аналоговые и дискретные системы. При изучении дисциплины внимание уделяться решению следующих задач: теоретической подготовке в области цифровой обработки сигналов, практическому применению знаний для спектрального и корреляционного анализов, а также для проектирования цифровых фильтров.
Цель освоения дисциплины
- изучение основных положений теории цифровой обработки сигналов
- изучение основ аналитических и численных методов анализа и расчета цифровых преобразователей сигналов
- развитие навыков проектирования цифровых преобразователей сигналов
Планируемые результаты обучения
- Владеет навыками компьютерного моделирования линейных дискретных систем.
- Владеет навыками компьютерного проектирования цифровых фильтров.
- Владеет навыками составления математических моделей линейных дискретных систем и дискретных сигналов.
- Знает метод математического описания дискретных сигналов с помощью дискретного преобразования Фурье.
- Знает методы математического описания линейных дискретных систем.
- Знает методы математического описания цифровых фильтров в виде структуры.
- Знает основные методы синтеза и анализа частотно-избирательных цифровых фильтров.
- Знать основные свойства дискретного во времени преобразования Фурье и Z-пребразования
- Знать преимущества и недостатки минимально-фазовых систем и систем с обобщённой линейной фазой
- Знать: Базовые термины и принципы цифровой обработки сигналов
- Знать: Основные методы и модели цифровой обработки сигналов
- Знать: Основные методы цифрового анализа сигналов
- Знать: Основы синтеза сигналов различных типов
- Понимать устройство АЦП и ЦАП
- Применять Дискретное во времени преобразование Фурье
- Применять многофазовое разложение фильтров
- Применять фильтры Найквиста для формирования спектра сигнала
- Проектировать БИХ фильтры, основанных на непрерывных фильтрах
- Проектировать КИХ фильтры оконным методом
- Умеет выполнять компьютерное моделирование линейных дискретных систем на основе их математического описания.
- Умеет синтезировать цифровой фильтр и анализировать его характеристики средствами компьютерного моделирования.
- Уметь вычислять комплексную частотную характеристику линейных стационарных систем
- Уметь вычислять свёртку с помощью Быстрого преобразования Фурье
- Уметь классифицировать системы на линейные, стационарные, устойчивые, детерминированные
- Уметь оценивать искажения вызванные квантованием коэффициентов и ошибками округления
- Уметь реализовывать прямые и каскадные формы КИХ- и БИХ-систем
- Уметь: Применять методы формирования, передачи и обработки сигналов
- Уметь: Применять методы цифровой обработки сигналов, а также устройства цифровой обработки сигналов (фильтры), для решения прикладных задач
- Уметь: Синтезировать сигналы, пользуясь изученными методами
Содержание учебной дисциплины
- Свойства дискретного преобразования Фурье
- Окна в проектировании КИХ-фильтров
- Сигналы и их применение в информационно-телекоммуникационных системах
- Математические основы цифровых методов формирования и обработки сигналов в ИТС
- Дискретизация и квантование
- Линейные стационарные системы
- Дискретизация непрерывного сигнала
- Цифровые фильтры
- Формирование спектра
- Цифровые методы анализа сигналов
- Синтез сигналов
- Введение в цифровую обработку сигналов
- Основы анализа сигналов
- Дискретное преобразование Фурье
- Периодическая дискретизация
- Квадратурные сигналы
- Дискретное преобразование Фурье и его свойства
- Быстрое преобразование Фурье
- Корреляционный анализ
- Введение в цифровые фильтры
- Структура и свойства КИХ-фильтров
- Проектирование КИХ-фильтров
- БИХ-фильтры
- БИХ-фильтры
Промежуточная аттестация
- 2021/2022 учебный год 3 модуль0.35 * Домашнее задание + 0.5 * Экзамен + 0.15 * Активность на лекции
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Алехин, В. (2002). Цифровая Обработка Сигналов Импульсно-Доплеровских Рлс. Известия Южного Федерального Университета. Технические Науки, (1). Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsclk&AN=edsclk.10863913
- Обработка сигналов. Первое знакомство, Сато, Ю., 2008
- Сажнев А. М. - ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ 2-е изд., пер. и доп. Учебное пособие для академического бакалавриата - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 139с. - ISBN: 978-5-534-10883-5 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/cifrovye-ustroystva-i-mikroprocessory-432199
- Смит, С. Цифровая обработка сигналов. Практическое руководство для инженеров и научных работников : учебник / С. Смит. — Москва : ДМК Пресс, 2011. — 720 с. — ISBN 978-5-94120-145-7. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/60986 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Цифровая обработка сигналов : с приложением работы Д. Кайзера "Цифровые фильтры", Голд, Б., 1973
- Цифровая обработка сигналов : учеб. для вузов, Сергиенко, А. Б., 2006
- Цифровая обработка сигналов и MATLAB, Солонина, А. И., 2013
- Цифровая обработка сигналов, Оппенгейм, А., 2007
- Цифровая обработка сигналов. Моделирование в MATLAB, Солонина, А. И., 2008
- Цифровые и микропроцессорные устройства, Мухин, С. В., 2005
Рекомендуемая дополнительная литература
- Сато, Ю. Без паники! Цифровая обработка сигналов : учебное пособие / Ю. Сато. — Москва : ДМК Пресс, 2010. — 176 с. — ISBN 978-5-94120-251-5. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/61023 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Цифровая обработка сигналов: Практическое пособие Учебное пособие / Гадзиковский В.И. - М.:СОЛОН-Пр., 2014. - 766 с. ISBN 978-5-91359-117-3