Osnove obradbe signala

Opis predmeta

U ovom predmetu studenti stječu temeljna znanja iz područja obradbe signala s ciljem razumijevanja metoda i algoritama digitalne obradbe signala.
Predmet obrađuje sljedeće teme: Signali. Klasifikacija signala. Rastav signala. Fourierove transformacije. Spektar signala. Očitavanje i rekonstrukcija signala. Teorem očitavanja. Vremenski otvori i spektralna analiza. Diskretna kosinusna transformacija. Sustavi. Klasifikacija sustava. Linearni vremenski nepromjenjivi sustavi. Konvolucijska suma. Laplaceova i Z transformacija. Prijenosna funkcija i frekvencijska karakteristika. Veza kontinuiranih i diskretnih sustava. Eulerova i obrnuta Eulerova transformacija. Bilinearna transformacija. Digitalna obradba analognih signala. Filtracija. Fazno i grupno kašnjenje. Filtri linearne faze. Svepropusni filtri. Klasifikacija digitalnih filtara. Amplitudno-selektivni filtri. Fazni korektori. Projektiranje amplitudno-selektivnih filtara korištenjem računala. Brza Fourierova transformacija i njene primjene. Linearna i cirkularna konvolucija. Efikasno računanje konvolcijske sume. Procesori za digitalnu obradbu signala. Aritmetika s fiksnom točkom. Kvantizacija signala.

Ishodi učenja

  1. Klasificirati signale i sustave po tipu
  2. Objasniti važnost obradbe signala u računarstvu, elektronici, automatici i telekomunikacijama
  3. Iskazati i objasniti Nyquist-Shannonov teorem očitavanja
  4. Analizirati signale pomoću njihovog spektra
  5. Analizirati sustave pomoću njihove prijenosne funkcije i frekvencijske karakteristike
  6. Objasniti vezu između vremenski kontinuiranih i vremenski diskretnih sustava
  7. Objasniti što je filtracija signala
  8. Dizajnirati jednostavni digitalni filtar na računalu
  9. Objasniti što je to brza Fourierova transformacija te navesti njene primjene

Oblici nastave

Predavanja

Na predavanjima se izlažu teorijski koncepti.

Auditorne vježbe

Na auditornim vježbama se rješavaju zadaci te diskutiraju postupci rješavanja.

Laboratorij

Na laboratorijskim vježbama studenti koriste računala za obradbu signala.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 15 % 50 % 15 %
Domaće zadaće 0 % 5 % 0 % 0 %
Međuispit: Pismeni 0 % 30 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 30 %
Završni ispit: Usmeni 20 %
Ispit: Pismeni 50 % 50 %
Ispit: Usmeni 35 %
Napomena / komentar

Uvjeti pristupanja usmenim ispitima su ostvarenih barem 50% bodova na međuispitu i pismenom dijelu završnog ispita zajedno ili na pismenom dijelu ispitnog roka, te barem 50% na laboratorijskim vježbama.
Uvjet prolaska na završnom usmenom ispitu su ostvarena barem 4 boda.
Uvjet prolaska na usmenom ispitu jest ostvarenih barem 8 bodova.

Tjedni plan nastave

  1. Uvod. Signali. Klasifikacija signala. Rastav signala.
  2. Fourierove transformacije (DFT, DTFT, CTFT). Spektar signala. Očitavanje i rekonstrukcija signala. Teorem očitavanja.
  3. Vremenski otvori i spektralna analiza. Diskretna kosinusna transformacija (DCT-II).
  4. Sustavi. Klasifikacija sustava. Linearni vremenski nepromjenjivi sustavi. Konvolucijska suma.
  5. Laplaceova transformacija. Z transformacija. Prijenosna funkcija i frekvencijska karakteristika.
  6. Veza kontinuiranih i diskretnih sustava. Eulerova i obrnuta Eulerova transformacija. Bilinearna transformacija.
  7. Digitalna obradba analognih signala. Filtracija.
  8. Međuispit
  9. Fazno i grupno kašnjenje. Sustavi linearne faze. Svepropusni sustavi.
  10. Klasifikacija digitalnih filtara. Amplitudno-selektivni filtri. Fazni korektori.
  11. Projektiranje amplitudno-selektivnih FIR filtara korištenjem računala.
  12. Projektiranje amplitudno-selektivnih IIR filtara korištenjem računala.
  13. Brza Fourierova transformacija. Linearna i cirkularna konvolucija. Efikasno računanje konvolucijske sume.
  14. Procesori za digitalnu obradbu signala. Aritemetika s fiksnom točkom. Kvantizacija signala.
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Elektrotehnika i informacijska tehnologija (studij)
Izborni predmeti (5. semestar)
Računarstvo (studij)
Izborni predmeti (5. semestar)
Sveučilišni diplomski
Audiotehnologije i elektroakustika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Automatika i robotika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Elektroenergetika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Elektronika (profil)
Izborni predmeti profila (1. semestar)
Elektrostrojarstvo i automatizacija (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Komunikacijske i svemirske tehnologije (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Računalno inženjerstvo (profil)
Izborni predmet profila (1. semestar)
Računalno modeliranje u inženjerstvu (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Računarska znanost (profil)
Slobodni zborni predmeti (1. semestar)
Znanost o mrežama (profil)
Izborni predmeti profila (1. semestar)
Znanost o podacima (profil)
Jezgreni predmeti profila (1. semestar)

Literatura

Paolo Prandoni, Martin Vetterli (2008.), Signal Processing for Communications, EPFL Press
Sanjit Kumar Mitra (2010.), Digital Signal Processing: A Computer Based Approach, McGraw-Hill
Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer (2010.), Discrete-Time Signal Processing, Pearson
John G. Proakis, Dimitris G. Manolakis (2007.), Digital Signal Processing, Pearson
Ruye Wang (2012.), Introduction to Orthogonal Transforms, Cambridge University Press

Predavanja

Auditorne vježbe

Laboratorijske vježbe

Za studente

Izvedba

ID 183447
  Zimski semestar
5 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
10 Auditorne vježbe
20 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

87 izvrstan
75 vrlo dobar
64 dobar
51 dovoljan