Skaitmeninis signalų apdorojimas

Studijų dalyko aprašas

Studijų dalyke įgyjama žinių apie skaitmeninio signalų apdorojimo (SSA) pagrindus, metodus ir algoritmus. Ugdomi gebėjimai programuoti SSA uždavinius MATLAB programine įranga, ją kompetentingai taikyti įvairioms SSA problemoms spręsti. Lavinami diskrečiųjų sistemų teorijos ir praktikos elementų derinimo, eksperimentavimo, duomenų analizės, interpretavimo ir apdorojimo gebėjimai. Ugdomas savarankiškumas ir atsakingumas studijuojant savarankiškai rekomenduojama literatūra, o taip pat ruošiantis laboratoriniams darbams, kurių metu įgyjama praktinių SSA įgūdžių. Dalyke numatyto namų darbo metu ugdomi gebėjimai savarankiškai dirbti ir spręsti užsibrėžtą problemą. Ugdomas kruopštumas, planuojant savo darbą ir jam skirtą laiką semestro metu.

Studentai privalo atlikti visus numatytus laboratorinius darbus. Studentai numatytu tvarkaraštyje metu privalo dalyvauti ne mažiau kaip 80 proc. laboratorinių darbų.

Tikslas suteikti studentams SSA pagrindų žinias, ugdyti gebėjimus kurti bei analizuoti diskrečiojo laiko signalus, o taip pat kompiuteriu projektuoti ir diegti skaitmeninius filtrus laiko ir dažnių srityse.

Numatomi studijų rezultatai: žinos ir sistemiškai supras skaitmeninio signalų apdorojimo bei su juo sietinus elektronikos ir elektros inžinerijų studijų krypčių esminius teorinius ir taikomuosius pagrindus ir sąvokas; turės darbo su modeliavimo programine įranga, naudojama skaitmeniniame signalų apdorojime, įgūdžių ir gebės planuoti ir atlikti užduotus eksperimentus, apdoroti ir kritiškai vertinti jų duomenis bei pateikti išvadas; gebės derinti skaitmeninį signalų apdorojimą atitinkančias žinias, metodus, priemones ir įrangą inžineriniams sprendimams surasti ir įgyvendinti; žinos skaitmeniniame signalų apdorojime naudojamų inžinerinių įrenginių konstrukcijas, veikimo principus, funkcijas, turės jų naudojimo gebėjimų.

Dalyko apimtis - bakalauro 6 kreditų studijų dalykas. 

Dalyko turinys

Paskaitų temos:

Signalai, sistemos ir signalų apdorojimas. Signalų klasifikacija

Dažnio sąvoka tolydinio ir diskrečiojo laiko signaluose

Signalo keitimas: analogas - skaičius ir skaičius - analogas

Diskrečiojo laiko signalai

Diskrečiojo laiko sistemos. Diskrečiojo laiko tiesinių nekintančių laike sistemų analizė

Diskrečiojo laiko sistemos, aprašomos skirtuminėmis lygtimis

Diskrečiojo laiko signalų koreliacija

Z- transformacija

Z- transformacijos savybės

Racionaliosios z- transformacijos

Atvirkštinė z- transformacija

Tiesinių nekintančių laike sistemų analizė z-transformacijų srityje

Tiesinių nekintančių laike sistemų stabilumas

Pirmos ir antros eilės diskrečiosios sistemos

Tolydinio ir diskrečiojo laiko periodinių signalų dažninė analizė

Tolydinio ir diskrečiojo laiko aperiodinių signalų dažninė analizė

Furjė transformacijos diskrečiojo laiko signalams savybės. Keostras

Diskretizuotų analoginių signalų dažninė analizė

Diskrečioji Furjė transformacija

Tiesinių nekintančių laike sistemų charakteristikos dažnių srityje

Tiesinių nekintančių laike sistemų dažninė analizė

Skaitmeniniai filtrai. Tiesinės nekintančios laike sistemos, kaip selektyvieji dažnių filtrai. Neidealūs selektyvieji dažnių filtrai

Tiesinės fazės ribotos impulsinės reakcijos filtrų projektavimas

Skaitmeninių filtrų projektavimas, išdėstant polius ir nulius z plokštumoje

Signalų tiesinio filtravimo bei atstatymo metodai

Atvirkštinės tiesinės nekintančios laike sistemos

Tiesinė prognozė mažiausiųjų kvadratų metodu

Laboratorinių darbų sąrašas:

Periodinių signalų kūrimas ir jų diskretizavimas. Realų audio failų segmentų spektrinė analizė

Elementarių diskrečiojo laiko signalų kūrimas. Vaizdavimas laiko ir dažnių srityse

Manipuliacijos su modeliuotais Matlab signalais bei su realių audio signalų segmentais

Diskrečiosios sistemos, sistemų tipai, racionaliosios sistemos, jų poliai - nuliai, sistemų savybės laiko ir dažnių srityse, jų stabilumas

Sąsūka. Sistemų junginiai ir jų savybės. Sistemos išėjimo skaičiavimas

Z-transformacija ir jos savybės. Racionaliosios z-transformacijos

Skaitmeniniai filtrai. I ir II eilės filtrai. Aukštųjų, žemųjų dažnių filtrai, rezonansiniai filtrai,   jų savybės, pagrindinių charakteristikų vaizdavimas laiko ir dažnių srityse

Sėkmingai baigus studijų dalyką bus išduota Studijų pažyma, įskaitoma bet kurioje aukštojoje mokykloje.