Analiza signala i sistema (ETF AEI ASS 3560)

Opšte informacije

Naziv kursa

Analiza signala i sistema

Oznaka (šifra) predmeta

ETF AEI ASS 3560

Studij

ETF-B

Odsjek

Automatika i Elektronika

Godina

3

Semestar

5

Tip

Obavezni

ECTS

5.5

Ukupno sati nastave

60

Sati predavanja

36

Sati vježbi

11

Sati tutorijala

13

Cilj kursa - Znanje i vještine koje treba postići student

  Studenti stiču bazna teorijska znanja o analognim i diskretnim signalima i sistemima, kao i o odzivu linearnih i stacionarnih sistema u obimu koji je zastupljen na većini svjetskih univerziteta. Studenti se uvode u metodologije relevantne za razumjevanje matematske osnove modernih sistema za obradu (analognu i digitalnu) i prenos signala. Obrađuje se amplitudna modulacija i SSB modulacija. Da bi se ovo shvatilo potreban je dodatni matematički aparat koji se odnosi na Hilbertovu transformaciju. Posebna pažnja je posvećena pretvaranju analognih signala u diskretne, kao i rekonstrukciji analognog signala iz odgovarajućeg diskretnog. Brza Fourier-ova transformacija je posebno obrađena, s obzirom da je to jedna od najvažnijih tehnika u obradi signala. z-transformacija se koristi za nalaženje impulsnog odziva i prenosne funkcije sistema.

Na vježbama studenti koriste Matlab programski paket (Signal Processing Toolbox) za sintezu i analizu jednostavnih konkretnih problem.

Program

  1.Diskretni signali i sistemi: Odziv linearnih i stacionarnih (LTI) sistema, Impulsni odziv, Funkcija sistema. Veza funkcije sistema i diferentne jednačine.

2.Analogni signali i sistemi: Odziv linearnih i stacionarnih (LTI) sistema, Impulsni odziv, Frekventna funkcija sistema.

3.Aproksimacija analognih signala: Aproksimacija funkcije jednom i više funkcija, Aproksimacija kompleksnim funkcijama, Princip ortogonalnosti za kompleksne funkcije, Potpuni sistemi ortogonalnih funkcija. Walsh-ove i Haar-ove funkcije.

4.Fourier-ova prikaz signala i LTI sistema: Amplitudni, fazni i frekventni spektar periodičkih signala, Snaga, energija i srednja snaga signala, Prolaz periodičkih signala kroz linearne i stacionarne sisteme i promjena snage signala pri prolazu kroz LTI sisteme.

5.Fourier-ov prikaz aperiodičkih signala: Impulsni odziv i frekventna funkcija sistema, Odnos slike i originala aperiodičkog signala, Fourier-ova transformacija periodičkih i aperiodičkih signala, Hilbertova transformacija, Analitička funkcija, Tipovi modulacije, Amplitudna modulacija i SSB modulacija.

6.Filtri: Idealni niskopropusni filtar, Odziv idealnog niskopropusnog filtra na pravougaoni impuls, Visokopropusni filtar, Pojasnopropusni filtar.

7.Diskretna transformacija: Zvjezdasta funkcija, Rekonstrukcija uzoraka funkcije iz spektra zvjezdaste funkcije, Rekonstrukcija originalne funkcije iz uzoraka, Izvedena periodička funkcija, Poasonova sumaciona formula.

8.Diskretni Fourier-ov niz: Brza Fourier-ova transformacija (FFT), FFT sa decimiranjem po vremenu, FFT sa decimiranjem po učestanosti, Primjena diskretne Fourier-ove transformacije.

9.Predstavljanje diskretnih signala korištenjem kompleksne promjenljive: Primjena z-transformacije za analizu diskretnih signala i sistema. Nalaženje impulsnog odziva i funkcije sistema koristeći z-transformaciju.

Literatura

Obavezna1.Bilješke i slajdovi s predavanja (moći će se preuzeti na WEB site-u Fakulteta).

2.Melita Ahić-Đokić, Branislava Peruničić: Analiza signala i sistema, Institut zaštite od požara i eksplozije, Sarajevo, 1999.

Preporučena1.Sanjit K. Mitra: «Digital Signal processing», McGraw Hill, 2002.

2.Paolo S.R. Diniz, Eduardo A.B. da Silva, Sergio L.Netto: «Digital Signal Processing», Cambridge Uniersity Press, 2002.

3.Alan V. Oppenheim, Alan S. Willsky: “Signals and systems”, Prentice Hall, 1997.

4.Alan V. Oppenheim, Roland W. Schafer: “Discrete-time Signal and Processing”, Prentice Hall, 1999.

Didaktičke metode

  Predavanja se izvode direktno u sali i praćena su rješavanjem zadataka iz odgovarajuće oblasti (36 sati) na način koji omogućava da studenti ovladaju znanjima i vještinama koje treba postići u okviru ovoga kursa a koje će omogućiti sposobnost opisivanja inženjerskih problema formalnim jezikom i nakon toga i modeliranje sistema. Takođe, studenti će ovladati tehnikama analize modela skupom apstraktnih matematičkih relacija.

Vježbe u laboratoriji (11 sati), pod vođstvom tutora, imaju za cilj da studenti pomoću Matlab programskog paketa (Signal Processing Toolbox) provjere znanja stečena tokom predavanja. Vježbe su organizovane tako da svaki student ima na raspolaganju personalni računar, na kojem obavlja predviđene aktivnosti. Dio laboratorijskih vježbi studenti će raditi u laboratoriji za elektroniku, uz korištenje spektralnog analizatora, u cilju analize spektralnog sadržaja signala. Druge primjere i ispitne zadatke studenti će rješavati tokom tutorijala (13 sati).

Način provjere znanja

  Tokom trajanja kursa student prikuplja bodove prema slijedećem sistemu:

prisustvo satima predavanja, vježbi i tutorijala: 10 bodova, student koji više od tri puta izostane sa predavanja, vježbi i/ili tutorijala ne može ostvariti bodove po ovom osnovu;

izrada domaćih zadaća i laboratorijskih vježbi: maksimalno 10 bodova; predviđena je izrada do 5 domaćih zadaća (5 bodova) ravnomjerno raspoređenih tokom semestra i laboratorijske vježbe (5 bodova);

parcijalni ispiti: dva pismena parcijalna ispita, pri čemu svaki pozitivno ocijenjen parcijalni ispit donosi po 20 bodova;

Parcijalni ispit traje 90 minuta i struktuiran je na slijedeći način:

rješavanje kratkih zadataka za koje je unaprijed dato više odgovora od kojih je jedan tačan; student koji tačno odgovori na sve postavljene zadatke dobiva 5 bodova;

rješavanje kratkih zadataka za koje nije dat odgovor; student koji tačno odgovori na sve postavljene zadatke dobiva 5 bodova;

rješavanje jednog zadatka sa otvorenim odgovorom; za tačno urađen zadatak student dobiva 10 bodova.

Student koji je tokom trajanja semestra ostvario manje od 20 bodova ponovno upisuje ovaj kurs.

Student koji je tokom trajanja semestra ostvario 40 i više bodova pristupa usmenom završnom ispitu; ovaj ispit sastoji se iz diskusije zadataka sa parcijalnih ispita, domaćih zadaća i odgovora na pitanja koja se odnose na teme kursa.

Usmeni završni ispit donosi maksimalno 40 bodova. Da bi postigao pozitivnu završnu ocjenu, student na ovom ispitu mora ostvariti minimalno 20 bodova. Student koji ne ostvari ovaj minimum pristupa usmenom dijelu popravnog ispita.

Student koji je tokom trajanja semestra ostvario od 20 do 40 bodova, pristupa popravnom ispitu. Popravni ispit struktuiran je na slijedeći način:

pismeni dio koji je struktuiran na isti način kao i pismeni parcijalni ispit; u okviru ovog ispita student polaže zadatke iz tema za koje nije postigao prolaznu ocjenu (10 i više bodova) polažući parcijalne pismene ispite,

usmeni dio koji je struktuiran na isti način kao usmeni dio završnog ispita.

Usmenom dijelu popravnog ispita može pristupiti student koji je nakon polaganja pismenog dijela popravnog ispita uspio ostvariti ukupno 40 i više bodova kroz: prisustvo nastavi, izradu domaćih zadaća, polaganje parcijalnih ispita i polaganje pismenog dijela popravnog ispita.

Usmeni popravni ispit donosi maksimalno 40 bodova. Da bi postigao pozitivnu završnu ocjenu student na usmenom ispitu mora ostvariti minimalno 20 bodova. Student koji ne ostvari ovaj minimum ponovno upisuje ovaj kurs.

Napomene

  Prilikom polaganja pismenog ispita, studentu nije dozvoljeno korištenje bilješki, knjiga, mobilnih telefona niti drugih elektronskih pomagala.

Zadaci koje student treba riješiti na ispitu su istog tipa kao oni rješavani tokom izvođenja predavanja i tutorijala.