Obsah přednášek 1. Úvod, literatura, proč CZS, historie elektrotechniky v pár bodech, definice a klasifikace signálů, výhody / nevýhody CZS. 2. Základní signály používané v CZS, energie, výkon sekvence, periodicita diskrétních signálů, komplexní exponenciála + harmonicky vázané komplexní exponenciály, posloupnost dat reprezentovaná delta funkcí. 3. Definice LTI systému, linearita, časová-invariance, relace vstupu a výstupu LTI systému, konvoluce, korelace (auto/vzájemná), stabilita, kauzalita LTI systému. 4. Popis LTI systému v časové oblasti - diferenční rovnice, impulsní odezva. Popis LTI systému ve frekvenční oblasti - frekvenční charakteristika, systémová funkce, Z-transformace 5. ROC (Region of Convergence) oblast konvergence Z-transformace, systémová funkce, kořeny čitatele/jmenovatele systémové funkce, nuly a póly systému a jejich vliv na frekvenční chování systému. 6. Definice vzorkování, vzorkovací teorém, aliasing v časové a frekvenční oblasti, Anti - aliasing filtry (AAF), převzorkování, podvzorkování, příklad návrhu AAF filtrů, AAF filtry použité v telefonii, Sigma-Delta převodníky, reálné vzorkování, chyby ADP, jittery AD a DA převodníků, SNR, ENOB, SINAD 7. Ideální interpolátor, rekonstrukce číslicového signálu, DA převodníky, imupsní a frekvenční odezva DAP, sinc(x), návrh inerpolačního filtru. Kvantizace, kvantování a kódování, reprezentace dat v paměti, výpočetní chyby, zaokrouhlování, ořezávání 8. Limitní cykly, další nelinearity v číslicových systémech: saturace / přetečení, statistický model kvantizéru, výpočet SNR převodníku, šum v číslicových systémech. 9. Nerekurzivní diskrétní filtry (NRDF): popis, vlastnost lineární fáze, impulsní odezva NRDF filtrů - FIR, návrh NRDF filtrů + příklady, metoda okénkování, Gibbsovy oscilace. 10. Rekurzivní číslicové filtry (RDF) popis, faze, impulsní odezva RDF filtrů - IIR, návrh RDF filtrů, transformace H(p) - H(z), bilineární a impulsně invariantní metody trransformace analogového systému, příklad návrhu. 11. Implementační struktury číslicových filtrů, vhodné implementační struktury NRDF/RDF filtrů, pokročilé struktury, duální struktury, transpozice. Diskrétní unitární transformace (DUT), jádro transformace, bázové vektory, DFT - maticový a rovnicový zápis, hluboký vhled do principu a teorie DFT, princip metody rychlé konvoluce. 12. Rychlá Fourierova transformace FFT, principy, DIT/DIF FFT, algoritmy In-Place, bit-reverz. IFFT. 13. Spektrální analýza - hodnost tranformace, frekvenční krok a rozlišení, zero-padding, prosakování ve spektru, metoda okénkování vstupních dat. Obsah laboratorních cvičení 1. Základní signály používané v CZS 2. Korelace, konvoluce 3. Popis a analýza LTI systémů v časové oblasti 4. Nuly a póly LTI systému - analýza systému ve frekvenční oblasti 5. Zpracování audiosignálu a návrh filtrů - pomocí SW Matlab-Simulink 6. Vzorkování a rekonstrukce analogového signálu - ADC, DAC pomocí SW Matlab 7. Reprezentace dat v procesorech - pevná / pohyblivá řádová čárka, příklady 8. Metoda okénkování používaná v CZS a při návrhu NRDF filtrů 9. Návrh a implementace NRDF / FIR filtrů na vývoj.kitu Motorola 68HC16Z1 10. Návrh a implementace RDF/IIR filtrů na vývoj.kitu Motorola 68HC16Z1 11. Návrh a implementace NRDF/FIR filtrů na vývoj.kitu TI DSP 320C5xx 12. Návrh a implementace číslicového oscilátoru na vývoj.kitu TI DSP 320C5xx
|