- 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. 2015/2016
- 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
- Efekt T1aw07
- Ma wiedzę w zakresie zjawisk, algorytmów i urządzeń do cyfrowego przetwarzania sygnałów
Weryfikacja: kolokwium 1 i 2
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W02, K_W03, K_W04
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W02, T2A_W03, T2A_W04
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt k1oo1
- umiejętnośc stworzenia i udokumentowania algorytmów pracy urządzenie/oprogramowania
Weryfikacja: Projekt Etap II
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U02
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U02
- Efekt K1ji1
- Umiejętnośc stwprzenia urządzenia lub oprogramowania do przetwarzania sygnałów na podstawie uprzednio przygotowanej specyfikacji i opracowanych algorytmów
Weryfikacja: Projekt Etap III
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U08, K_U09, K_U13, K_U15, K_U16
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U09, T2A_U10, T2A_U16, T2A_U18, T2A_U19
- Efekt K1L16
- Ma umiejetnośc symulowania i przetwarzania sygnałów w środowisku MATLAB
Weryfikacja: Laboratorium, cw 1..6
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U02, K_U07
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U02, T2A_U08