НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

"КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"

Кафедра інформаційно-вимірювальної техніки

ОПИС КРЕДИТНОГО МОДУЛЯ

Код ЗП-05. "Цифрова обробка сигналів"

(назва та код кредитного модуля)

дисципліна «Цифрова обробка сигналів»

(дисципліна)

для напрямів підготовки (спеціальностей):

6." Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології " ка"

(шифри та назви напрямів, спеціальностей)

денна форма навчання

(форма навчання)

Київ – 2010

Опис кредитного модуля

Код – ЗП-05, кредитний модуль «Цифрова обробка сигналів», дисципліна «Цифрова обробка сигналів».

(код та назва кредитного модуля, дисципліни)

Статус кредитного модуля обов’язковий

(обов’язковий або за вільним вибором студента)

Лектор Синиця Валентин Іванович, доцент

(прізвище, ім'я та по батькові, посада)

Факультет авіаційних і космічних систем

(назва)

Кафедра інформаційно-вимірювальної техніки

(назва)

І. Загальні відомості

Кредитний модуль «Цифрова обробка сигналів» входить до дисципліни «Цифрова обробка сигналів», яка має статус нормативної навчальної дисципліни за циклом природничо-наукової (функдаментальної) підготовки бакалаврів зі спеціальності 6.«Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології» і є обов’язковим для вивчення та семестрової атестації при формуванні індивідуального навчального плану студента. Кредитний модуль вивчається в шостому семестрі відповідно до навчального плану.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Статус дисципліни - обов’язковий.

Дисципліна «Цифрова обробка сигналів», код ЗП-05, має загальний обсяг 6 кредити ECTS.

ІІ. Розподіл навчального часу

Розподіл навчальних годин кредитного модуля за видами навчальних занять із зазначенням кількості модульних контрольних робіт (МКР) та виду індивідуального завдання відповідно до робочих навчальних планів наведено в табл. II.1.

Таблиця II.1.

Семестр

Код кредитного модуля

Всього

(кред./годин)

Розподіл за видами занять(всього год/год у тижні)

СРС

Модульні контр. роб (кількість)

Індивід. завдання

(вид)

Семестрова атестація (вид)

Лекції

Практичні/семінарські

Лабораторні/компютерний практикум

6

ЗП-05

6/216

45

-

36

135

2

РГР

екзамен

ІІІ. Мета і завдання кредитного модуля

Головною метою дисципліни є вироблення у студентів системного підходу до основних засад цифрової обробки сигналів; навчити працювати з методами цифрової обробки з урахуванням особливостей аналізу похибок; навчити застосовувати знання при рішенні задач інформаційно-вимірювальної техніки.

Для реалізації поставленої мети у студентів виробляються:

· знання основних понять, термінив, визначень цифрової обробки сигналів;

· уміння застосовувати методи цифрового аналізу при проведенні експериментальних досліджень і обробці результатів експериментів;

· знання основних методи цифрового аналізу;

· уміння використовувати набуті знання в спектральному і кореляційному аналізі;

· уміння застосовувати одержані знання при розрахунках основних характеристик цифрових фільтрів;

· використовувати методи цифрової обробки для виміровання характеристик цифрових систем;

· уміння оцінювати похибку вимірювання при застосуванні цифрових методів обробки.

ІV. Зміст кредитного модуля

Перелік основних питань кредитного модуля з розподілом теми:

Розділ І Формування цифрових сигналів

Тема I.1 Дискретизація та квантування сигналів. Дискретизація сигналів з неперервним часом.

Розділ ІI Дискретні сигнали та системи.

Тема ІI.1 Дискретні сигнали. Лінійні системи незалежні від часового зсуву. Лінійні різностні рівняння з сталими коефіцієнтами.

Тема ІI.2 Відтворення дискретних сигналів та систем у часовій області.

Розділ ІІI Z – перетворення

Тема ІІI.1 Пряме та зворотне Z-перетворення. Властивості Z-перетворення.

Тема ІІI.2 Теорема про комплексну згортку. Теорема Парсеваля

Розділ ІV Статистичний взаємозв’язок випадкових вели­чин (теорія кореляції)

Розділ ІV Дискретна трансформація Фур’є. Швидка трансформація Фур’є.

Тема ІV.1 Основи теорії дискретної трансформації Фур’є. Дискретна трансформація Фур’є. Властивості дискретної трансформації Фур’є.

Тема ІV.2 Співвідношення між Z-перетворенням та дискретною трансформацією Фур’є. Співвідношення між Z - перетворенням та коефіцієнтами ряду Фур’є.

Тема ІV.3 Швидка трансформація Фур’є. Алгоритми швидкої трансформації Фур’є.

Розділ V Цифрові фільтри.

Тема V.1 Форми реалізації функції перетворення. Методи проектування і розрахунку цифрових фільтрів.

Тема V.2 Методи проектування і розрахунку рекурсивних цифрових фільтрів. Методи проектування і розрахунку не рекурсивних цифрових фільтрів.

Тема V.3 Похибки цифрових фільтрів, обумовлені квантуванням вхідного сигналу, квантуванням результатів арифметичних операцій і квантуванням коефіцієнтів фільтра.

Розділ VІ Методи цифрового кореляційного аналізу

Тема VІ.1 Виявлення періодичного сигналу на фоні перешкод. Вимірювання часового зсуву між сигналами.

Тема VІ.2 Методи вимірювання динамічних характеристик лінійних систем (імпульсної характеристики, системної функції).

Розділ V Класичні методи цифрового спектрального аналізу

Тема VІ.1 Корелограмний метод вимірювання оцінки спектральної щільності потужності.

Тема VІ.2 Періодограмний метод вимірювання оцінки спектральної щільності потужності.

Розділ VІІ Параметричні методи цифрового спектрального аналізу.

Тема VІІ.1 Засади методів цифрового спектрального аналізу, побудованих на лінійному моделюванні. Моделі випадкових процесів.

Тема VІІ.2 Обчислення оцінок параметрів АР-, СС - та АРСС - моделей.

Розділ VІІІ Методи цифрового перетворення частоти дискретного сигналу.

Тема VІІІ.1 Методи переносу та інверсії спектру. Методи підвищення (інтерполяція) частоти дискретизації.

Тема VІІІ.2 Методи зменшення (децимація) частоти дискретизації.

V. Методи навчання та інформаційно-методичне забезпечення

Навчальним планом дисципліни передбачені такі види навчальних занять: лекції та лабораторні заняття, що виконуються в навчальних лабораторіях та в комп’ютерному класі.

Лекції - основний вид навчальних занять. Лекції призначені для викладення теоретичного матеріалу є елементами курсу лекцій, що охоплює основний теоретичний матеріал одної або декількох тем кредитного модуля. Те­матика лекцій визначається робочою навчальною програмою кредитного модуля.

Лабораторні заняття – вид навчальних занять на яких студенти під керівництвом викладача шляхом виконання певних відповідно сформульованих завдань закріплюють теоретичні положення навчальної дисципліни і набувають вмінь та навичок їх практичного застосування. Перелік тем лабораторних занять визначається робочою навчальною прог­рамою дисципліни.

Оцінки, одержані студентом під час виконання лабораторних робіт, вра­ховується при визначенні рейтингу відповідно до Положення про рейтингову систему оцінки успішності студентів з даної дисципліни.

Наявність позитивних оцінок за усі лабораторні роботи, передбачені робочою програмою, є необхідною умовою його допуску до семестрового контролю з даної дисципліни.

Технічне та програмне забезпечення до кредитного модуля для проведення лабораторних робіт в копмп’юторному класі:

¿ технічне забезпечення:

· компютер - IBM Pentium IV (f≥1.2 ГГц);

· ОЗП - 512Мбайт;

· відеоадаптер - SVGA

· монітор - SVGA 17"

< програмне забезпечення:

· операційна система - Windows XP

· Microsoft Office XP

· LabView RunTime 8.0

Інформаційно-методичне забезпечення включає методичні вказівки та інструктивно-методичні матеріали, щодо проведення лабораторних занять, домашньої самостійної роботи.

VІ.1. основна навчальна література

1. Теория и применение цифровой обработки сигналов. - М.: Мир, 1978.

2. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях.- М.: Мир, 1983. т. 1, 2.

3. Бендат Дж., Измерение и анализ случайных процессов.- М.: Мир, 1971.

4. ,, Поляк обработка сигналов.- М.: Радио и связь, 1985.

5. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования. - СПб.: Политехника, 1998.

6. Иллюстративный материал к лекционному и самостоятельному изучению дисциплины “ Числовые измерительные преобразователи ( Цифровая обработка сигналов ) ”. - Киев, КПИ, 1990.

7. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине “Числовые измерительные преобразователи”.- Киев, КПИ, 1992.

8. Методические указания к изучению дисциплины “Методы и техника обработки сигналов ”.-Киев, КПИ, 1999.

9. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине “Методы и техника обработки сигналов ”.- Киев, КПИ, 2000.

10. Текст лекций по дисциплине “Методы и техника обработки сигналов ”. - Киев, КПИ, 2001.

VІ.2. додаткова навчальна література

Справочник по устройствам цифровой обработки информации / Под редакцией .-Киев: Техника, 1988. Применение корреляционного и спектрального анализа / Под редакцией .-М. : Мир, 1983. Цифровые фильтры и устройства обработки сигналов на интегральных микросхемах/ Под редакцией .-М. : Радио и связь, 1984. Применение цифровой обработки сигналов / Под ред. Э. Оппенгейма. – М.: Мир, 1980.

VI. Мова

Мова викладання – українська, російська.

VII. Характеристика індивідуальних завдань

Навчальним планом дисципліни визначена розрахункова графічна робота (РГР), що виконується під час СРС та сприяє більш поглибленому вивченню студентом теоретичного матеріалу, формуванню вмінь використання знань для вирішення відповідних практичних завдань.

Виконання розрахунково-графічної роботи передбачає вирішення конкретної практичної навчальної задачі з використанням теоретичного матеріалу лекцій а також самостійно вивченого теоретичного матеріалу. РГР виконується відповідно до чинних нормативних вимог ЄСПД.

Терміни видачі, виконання і захисту РГР визначаються графіком, що розробляється на семестр. РГР виконується студентами самостійно із забезпеченням необхідних консультацій з окремих питань з боку викладача.

Результати захисту РГР оцінюються відповідно до Положення про рейтингову систему оцінки успішності студентів з дисципліни, що додається.

Студент, який без поважної причини не подав РГР у зазначений термін або не захис­тив його, вважається таким, що має академічну заборгованість. При отриманні незадовільної оцінки студент переопрацьовує роботу у визначений термін. Наявність позитивної оцінки за РГР є необхідною умовою допуску до семестрового контролю з даної дисципліни.

Оцінки, одержані студентом за окремі лабораторні заняття, РГР, МКР враховуються при визначенні рейтингу відповідно до Положення про рейтингову систему оцінки успішності студентів з даної дисципліни.

Успішність вивчення кредитного модуля дисципліни оцінюється сумою набраних балів – рейтинговою оцінкою (RD). Шкала рейтингу, критерії оцінювання та відповідні рівні наведено в Положеннях про рейтингову систему оцінки успішності студентів, які ухвалюються на засіданні кафедри.

VIII. Методика оцінювання

Успішність вивчення кредитного модуля дисципліни оцінюється сумою набраних балів – рейтинговою оцінкою (RD). Шкала рейтингу, критерії оцінювання та відповідні рівні наведено в Положеннях про рейтингову систему оцінки успішності студентів, які ухвалюються на засіданні кафедри.

IX. Організація

Кредитний модуль «Цифрова обробка сигналів» дисципліни «Цифрова обробка сигналів» має статус нормативної навчальної дисципліни за циклом природничо-наукової (функдаментальної) підготовки і є обов’язковим для вивчення та семестрової атестації при формуванні індивідуального навчального плану студента.

Опис кредитного модуля розробив:

доцент кафедри ІВТ В. Синиця