Předmět Číslicové filtry (FEKT-KCIF)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu FEKT-KCIF - Číslicové filtry, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, Vysoké učení technické v Brně (VUT).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Prohloubit základní znalosti z oblasti číslicového zpracování signálů získané v předchozích předmětech. Seznámit s principy implementace číslicových systémů v technických prostředcích (v signálových procesorech i v procesorech pro všeobecné použití). Seznámit s tvorbou softwarového vybavení pro signálové procesory v jazyce C. Seznámit s rozdíly a problémy implementace metod číslicového zpracování signálů v pohyblivé a v pevné řádové čárce. Seznámit s metodami návrhu číslicových filtrů.

Osnova

1. Technické prostředky pro realizaci číslicových systémů, Von-Neumannova architektura mikrokontrolérů, harvardská architektura signálových procesorů, generace signálových procesorů, rozhraní pro ladění v reálném čase.2. Tvorba softwarového vybavení, použití jazyka C, průběh překladu, příkazy preprocesoru, vestavěné funkce intrinsic, sestavování programu, jazyk symbolických adres, propojení s jazykem C.3. Vnější , diferenční rovnice, přenosová funkce, nulové body, póly, základní vlastnosti číslicových systémů, kmitočtová charakteristika, impulsní charakteristika, stabilita.4. Vnitřní popis číslicových systémů, graf signálových toků, Masonovo pravidlo, analýza vlivu kvantování na vlastnosti číslicových filtrů.5. Aritmetika v pohyblivé řádové čárce, aritmetika v pevné řádové čárce, dynamický rozsah, saturace, kvantovací šum, mezní cykly.6. Struktury realizace číslicových systémů, kanonické formy realizace, rozdělení číslicových systémů, realizace číslicových systémů s konečnou a nekonečnou impulsní charakteristikou.7. Metody návrhu číslicových filtrů s konečnou impulsní charakteristikou: metoda váhové posloupnosti, metoda vzorkování kmitočtové charakteristiky, metoda rovnoměrně zvlněných aproximací, Remezův algoritmus.8. Metody návrhu číslicových filtrů s nekonečnou impulsní charakteristikou: metoda bilineární transformace, metoda impulsní invariance. Rozdělení na sekce 2. řádu.9. Inverzní filtrace, optimální Wienerova filtrace, Wiener-Hopfova rovnice. Adaptivní filtry, algoritmus LMS, algoritmus RLS, vlastnosti a použití adaptivních filtrů.10. Systémy se změnou vzorkovacího kmitočtu, podvzorkování a nadvzorkování v poměru celého čísla, převzorkování v poměru racionálně lomeného čísla, polyfázová realizace číslicových filtrů.11. Banky filtrů, DFT banka filtrů, banka filtrů modulovaná funkcí kosinus, dvoukanálová banka filtrů, podmínky dokonalé rekonstrukce, kvadraturní zrcadlové filtry.12. Úvod do nelineárních systémů, rozdělení, homomorfní filtrace.

Literatura

VÍCH,R., SMÉKAL,Z.: Digital Filters (Číslicové filtry). Academia, Praha 2000. ISBN 80-200-0761-X (In Czech) (CS)MITRA S.K, KAISER J.F.: Handbook for Digital Signal Processing, John Wiley & Sons, New York, 1993. (EN)Smékal, Z., Sysel, P. Signálové procesory. 1. vydání. Praha: Sdělovací technika, 2006. 283 s. ISBN 80-86645-08-8 (CS)SYSEL, P.; SMÉKAL, Z.: Číslicové filtry. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2012. s. 145. ISBN 978-80-214-4454-6 (CS)PROAKIS, J. G.;MANOLAKIS, D. G.:Digital Signal Processing. Prentice Hall: New Jersey, 1996. 3 edition. 966 p. ISBN 0-13-373762-4 (EN)

Požadavky

Jsou požadovány základní znalosti z oblasti číslicového zpracování signálů (vzorkování, reprezentace signálů s diskrétním časem, popis systémů s diskrétním časem, apod.) a mikroprocesorové techniky (principy mikroprocesorů, typy pamětí, zpracování programu, základy tvorby softwarového vybavení v jazyce C, apod.). Student by měl být schopen:- popsat funkce základních bloků mikroprocesorového systému (procesor, paměť, vstupně/výstupní obvody, atd.)- vysvětlit základní příkazy jazyka ANSI C- aplikovat základní příkazy jazyka ANSI C a implementovat jednoduchý program- vysvětlit průběh vzorkování spojitého signálu- vysvětlit význam kmitočtové charakteristiky systému- vysvětlit význam stability systému- vysvětlit různé číselné soustavy- vypočítat binární vyjádření číslaVhodnými kurzy, ve kterých lze uvedené znalosti získat, jsou povinné a volitelné kurzy oboru Teleinformatika nebo jejich obdoby:- Počítače a programování (BPC2),- Analýza signálů a soustav (BASS),- Digitální obvody a mikroprocesory (BDOM),- Číslicové zpracování signálů (BCZS).

Garant

Ing. Petr Sysel, Ph.D.

Vyučující

Ing. Petr Sysel, Ph.D.