Digital Signal Processing

2021/2022

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

8

ECTS credits

Delivered at:

School of Computer Engineering

Course type:

Elective course

When:

4 year, 1-3 module

Instructor

Azhmyakov, Vadim

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

Элементы контроля

• Домашнее задание
• Активность на лекции
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2021/2022 учебный год 3 модуль
  0.35 * 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