Laboratorij elektroničkog i računalnog inženjerstva 1

Opis predmeta

Svrha ovog predmeta je davanje praktičnog znanja o digitalnoj obradi signala, postupcima za analognu obradu signala u vremenskoj i frekvencijskoj domeni, mogućnostima realizacije sklopovlja, modeliranju i simulaciji sintetičkih i stvarnih slučajnih procesa, dizajnu i implementaciji optimalnih linearnih sustava, te modeliranju kvantizacijskog šuma. Predmet osigurava stjecanje iskustava temeljeno na individualnom radu, u području koje je obuhvaćeno predmetima Digitalna obrada signala, Analogna i mješovita obrada signala, te Slučajni procesi u sustavima.

Opće kompetencije

Predmet nudi studentima mogućnost programiranja, simulacije i verifikacije osnovnih algoritama za digitalnu obradu signala, pri čemu se koristi MATLAB programsko okruženje, a posebno "Signal Processing Toolbox". Nadalje, studenti su u mogućnosti individualno istraživati implementacije ovih algoritama na razvojnim sustavima koji sadrže DSP razvojnu pločicu, signal generator, mikrofon, zvučnik i osciloskop. Rad u laboratoriju podržan je radom kod kuće u kojem student rješava probleme i piše MATLAB programe čime se priprema za rad u laboratoriju. Studenti se upoznaju s laboratorijskom instrumentacijom i postupcima za mjerenje parametara i analizu različitih sklopova za analognu obradu signala. Nadalje, studenti se upoznaju s radom na projektima koji pokrivaju različita područja obrade signala, pri čemu sami razvijaju i realiziraju jednostavno sklopovlje. Tokom rada upoznaju se i s programskim alatima za simulaciju linearnih i nelinearnih analognih sklopova.

Ishodi učenja

  1. objasniti elemente praktičnih metoda za elektroničko i računalno inženjerstvo
  2. analizirati zadani praktični problem elektroničkog i računalnog inženjerstva
  3. raščlaniti praktični problem elektroničkog i računalnog inženjerstva
  4. kombinirati stečena znanja u svrhu rješenja danog problema
  5. dizajnirati novo rješenje zadanog problema
  6. procijeniti kvalitetu razvijenog rješenja problema elektroničkog i računalnog inženjerstva

Oblici nastave

Predavanja

Održavaju se usklađeno s vježbama u laboratoriju. Cilj je upoznavanje mjernih instrumenata i mjernih postupaka.

Laboratorijske vježbe

Samostalna praktička iskustva u laboratoriju o primjeni teorijskih znanja koji se predaju u kolegijima Digitalna obradba sginala, Slučajni procesi u sustavima i Analogna i mješovita obradba signala

Konzultacije

Održavaju se po potrebi.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 100 % 50 % 100 %
Napomena / komentar

Na predmetu nema međuispita i završnog ispita. Znanje studenata provjerava se kontinuirano, nakon svake odrađene laboratorijske vježbe. Bodovi vježbi iz svakog od tri predmeta uključenih u ovaj laboratorij donose 33.3% udjela u konačnoj ocjeni. Za prolaznu ocjenu potrebno je postići barem 50% bodova iz svake cjeline te barem 50 bodova ukupno.

Tjedni plan nastave

  1. Uvod u laboratorij iz elektroničkog i računalnog inženjerstva. Studenti moraju obaviti tri tematske cjeline: Digitalna obradba sginala, Slučajni procesi u sustavima i Analogna i mješovita obradba signala
  2. Tema: Digitalna obrada signala. Realizacija algoritama za digitalnu obradu signala u MATLAB-u i praktični eksperimenti korištenjem maketa sustava za digitalnu obradu signala. Programiranje, simulacija i verifikacija osnovnih algoritama za digitalnu obradu signala. Korištenje alata "Signal Processing Toolbox" iz MATLAB programskog okruženja. Istraživanje implementacije algoritama na razvojnim sustavima koji sadrže DSP razvojnu pločicu, signal generator, mikrofon, zvučnik i osciloskop.
  3. Tema: Slučajni procesi u sustavima. Modeliranje i simulacija slučajnih procesa u MATLAB-u. Procjena srednje vrijednosti, varijance i spektra snage slučajnog procesa iz eksperimentalnih mjerenja. Dizajn Wienerovog i prilagođenog filtra te optimalnog skalarnog kvantizatora. Modeliranju i simulaciji slučajnih procesa korištenjem MATLAB-a. Ovladavanje postupcima za procjenu srednje vrijednosti, varijance i spektra snage stvarnih signala. Upoznavanje s postupcima za projektiranje Wiener-ovih i prilagođenih filtara, te optimalnih skalarnih kvantizatora.
  4. Tema: Obrada analognih i mješovitih signala. Pasivni RLC filtar 2. reda (bikvadratna sekcija), Realizacija NP, VP i PB aktivnog RC filtra 2. reda (bikvadratne sekcije), Mjerenja frekvencijskih karakteristika (Bode dijagram) analognih električnih filtara i spektra signala i šuma pomoću napredne laboratorijske opreme, Projektiranje analognih električnih filtara pomoću programa za sintezu (FILTERCAD) i analiza svojstava pomoću programa za analizu (PSPICE). Rad s laboratorijskom instrumentacijom. Eksperimentiranje s postupcima za mjerenje parametara i analizu raznih sklopova za analognu obradu signala. Rad na projektima koji pokrivaju različita područja obrade signala. Razvoj i realizacija jednostavnog sklopovlja. Rad s programskim alatima za simulaciju linearnih i nelinearnih analognih sklopova.
  5. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  6. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  7. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  8. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  9. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  10. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  11. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  12. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  13. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  14. Laboratorijski zadaci u propisanim temama
  15. Termin za nadoknade vježbi

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
(1. semestar)

Literatura

D. Petrinović, D. Petrinović, R. Bregović, H. Babić. i B. Jeren (2003.), Digitalna obradba signala - Upute za laboratorijske vježbe, FER-ZESOI
R. Schaumann, M. E. Van Valkenburg (2001.), Design of Analog Filters, Oxford UP
S. Franco (2002.), Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits, McGraw Hill
D. Seršić, S. Lončarić, T. Petković (2005.), Random Processes in Systems Laboratory, FER-ZESOI
(2005.), MATLAB User Manual, The MathWorks Inc.

Laboratorijske vježbe