Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Techniki realizacji cyfrowego przetwarzania sygnałów
Koordynator przedmiotu:
Krzysztof Kulpa
Status przedmiotu:
Fakultatywny dowolnego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Elektronika
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - podstawowe
Kod przedmiotu:
TRA
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
110
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
4
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
3
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Znajomość Matlaba Znajomość języka C Znajomość Matematyki Znajomość podstaw CPS
Limit liczby studentów:
36
Cel przedmiotu:
Metodami realizacji algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów zarówno programowymi jak i sprzętowymi - przy zastosowaniu procesorów sygnałowych, układów mnożąco-akumulujących, procesorów FFT, scalonych filtrów cyfrowych oraz programowanych układów logicznych.
Treści kształcenia:
Treść wykładu 1. Wprowadzenia. Struktura układów do cyfrowego przetwarzania sygnałów. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe, szumy przetworników 2. Nadpróbkowanie, decymacja, kształtowanie widma szumów (modulator Sigma-Delta). 3. Filtry cyfrowe, struktury, metody projektowania, wymagana moc obliczeniowa. 4. Szumy w filtrach cyfrowych, źródła szumów, model szumowy 5. Redukcja szumów filtrów cyfrowych. Dekompozycja filtru na sekcje pierwszego i drugiego rzędu, skalowanie filtrów, optymalizacja szumowa, struktury niskoszumne 6. Realizacja sprzętowa filtrów cyfrowych, Układy MAC (mnożąco-sumujące), struktura filtru z układami MAC, sterowanie filtrem (przebiegi czasowe), opóźnienia w filtrze. 7. Realizacja filtrów z zastosowaniem układów programowalnych PLD 8. Realizacja filtrów cyfrowych z zastosowaniem procesorów sygnałowych, przegląd różnych typów procesorów sygnałowych. 9. Algorytm FFT, realizacja sprzętowa (procesory FFT) i programowa (procesory DSP), skalowanie, szumy w realizacjach stało i zmienno-pozycyjnych, pomiary transmitancji. 10. Szybka filtracja cyfrowa z zastosowaniem FFT, wymagana moc obliczeniowa 11. Przetwarzanie danych z różnymi częstotliwościami próbkowania, decymacja, interpolacja. 12. Pomiary opóźnienia i częstotliwości, pomiary odległości i częstotliwości dopplerowskiej. 13. Modele sygnałów, zakłócenia addytywne i multiplikatywne. Holomorficzne przetwarzanie sygnałów. Metody realizacji programowej, wymagana moc obliczeniowa. 14. Filtracja niestacjonarna, filtr Kalmana 15. Projektowanie urządzeń do cyfrowego przetwarzania sygnałów, dekompozycja złożonych algorytmów, współpraca bloków specjalizowanych z komputerem uniwersalnym, przykłady zastosowań. Zakres projektu W ramach zajęć projektowych studenci wykonuje 8 małych projektów pod nadzorem prowadzącego oraz jeden projekt indywidualny. Projekty nadzorowane wykonywane są w języku MATLAB, w języku C oraz w asemblerze procesora sygnałowego DSP56002. Projekty indywidualne wykonywane mogę być w języku MATLAB, w języku C, w asemblerze procesora sygnałowego DSP56002, SHARC-ADSP21160, w środowisku LAB-WINDOWS lub LAB VIEW oraz w języku VHDL (dla układów PLD).
Metody oceny:
Dwa kolokwia wykładowe (20 i 25 p) projekt - 3 etapy (8, 15, 20p) Laboratorium - 6 zajęć ocenianych (6*2 p) Zaliczenie przedmiotu - suma punktów > 50, oraz zaliczony projekt (wymagane działanie zaprojektowanych algorytmów lub urządzeń - zgodnie ze specyfikacją)
Egzamin:
tak
Literatura:
[1] A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WKŁ, 1979. [2] A. Wojtkiewicz, Elementy syntezy filtrów cyfrowych, WNT, 1984. [3] W. Borodziewicz, K. Jaszczak, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WNT, 1987. [4] Dokumentacja techniczna procesora TMS 320C25 [5] Dokumentacja techniczna procesora MC DSP 56001 [6] Karty katalogowe układów specjalizowanych
Witryna www przedmiotu:
http://studia.elka.pw.edu.pl/pub/11L/TRA.A/
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka T1aw07
Ma wiedzę w zakresie zjawisk, algorytmów i urządzeń do cyfrowego przetwarzania sygnałów
Weryfikacja: kolokwium 1 i 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W03, K_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka K1ji1
Umiejętnośc stwprzenia urządzenia lub oprogramowania do przetwarzania sygnałów na podstawie uprzednio przygotowanej specyfikacji i opracowanych algorytmów
Weryfikacja: Projekt Etap III
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U08, K_U09, K_U13, K_U15, K_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka K1L16
Ma umiejetnośc symulowania i przetwarzania sygnałów w środowisku MATLAB
Weryfikacja: Laboratorium, cw 1..6
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U02, K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka k1oo1
Potrafi sformułować wymagania na projekt urządenia lib oprogramowania z dziedziny cyfrowego przetwarzania sygnałów
Weryfikacja: Projekt Etap I
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka k1oo1
umiejętnośc stworzenia i udokumentowania algorytmów pracy urządzenie/oprogramowania
Weryfikacja: Projekt Etap II
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U02
Powiązane charakterystyki obszarowe: