Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Teoria sygnałów
Course of study:
2014/2015
Code:
IET-1-302-s
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Papir Zdzisław (papir@kt.agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Bułat Jarosław (kwant@agh.edu.pl)
dr inż. Kantor Mirosław (kantor@kt.agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Papir Zdzisław (papir@kt.agh.edu.pl)
Wszołek Jacek (jwszolek@kt.agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Zieliński Tomasz (tzielin@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy. ET1A_K01 Project
Skills
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie. ET1A_U01 Project
M_U002 Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i oceny działania elementów sieci telekomunikacyjnych i systemów przetwarzania danych; ET1A_U07 Project
Knowledge
M_W001 Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie matematyki, obejmującą elementy algebry, analizy i probabilistyki niezbędne do opisu, analizy i modelowania sygnałów i systemów liniowych; ET1A_W01 Examination,
Test
M_W002 zna i rozumie zasady przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; zna cechy transmisji analogowych, właściwości kanału telekomunikacyjnego, techniki kodowania transmisyjnego, modulacji; ET1A_W07 Examination,
Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy. - + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie. + + - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i oceny działania elementów sieci telekomunikacyjnych i systemów przetwarzania danych; - + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie matematyki, obejmującą elementy algebry, analizy i probabilistyki niezbędne do opisu, analizy i modelowania sygnałów i systemów liniowych; + + - - - - - - - - -
M_W002 zna i rozumie zasady przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; zna cechy transmisji analogowych, właściwości kanału telekomunikacyjnego, techniki kodowania transmisyjnego, modulacji; + + - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (45 godzin) oraz zajęć laboratoryjnych (30 godzin).

WYKŁADY

1. Sygnały i systemy liniowe. (3 godz.)
Wprowadzenie do wykładu. Zadania teorii sygnałów. Rodzaje sygnałów i systemów. Parametry sygnałów. Systemy stacjonarne, liniowe, o stałych skupionych (SLS). Niezmiennik systemów SLS. Idea transmitancji. Koncepcja wykładniczego szeregu Fouriera.

2. Opis systemów SLS w dziedzinie czasu. (3 godz.)
Systemy SLS z czasem ciągłym. Równanie wejście-wyjście. Warunki początkowe. Składowa przejściowa oraz wymuszona. Stan ustalony.

3.Układy RLC jako systemy SLS. (3 godz.)
Właściwości elementów R, L, C. Podstawowe struktury RLC. Transmitancje (impedancja, admitancja) elementów RLC. Równania Kirchoffa węzłowe i oczkowe. Przejście od równań stanu (Kirchoffa) do równań wejście-wyjście.

4.Szereg Fouriera. (3 godz.)
Wykładniczy i trygonometryczny szereg Fouriera. Widmo amplitudowe oraz fazowe. Właściwości szeregu Fouriera. Ograniczenia szeregu Fouriera. Od szeregu Fouriera do przekształcenia Fouriera. Właściwości przekształcenia Fouriera. Przykładowe pary transformat Fouriera.

5.Przekształcenie Fouriera. (3 godz.)
Od szeregu Fouriera do przekształcenia Fouriera. Właściwości przekształcenia Fouriera. Przykładowe pary transformat Fouriera.

6.Dystrybucja Diraca. (3 godz.)
Koncepcja dystrybucji Diraca. Właściwości dystrybucji Diraca. Grzebień Diraca. Próbkowanie sygnałów. Opis filtracji sygnałów w systemach SLS w dziedzinie czasu i częstotliwości. Transmitancja filtru. Całka splotu. Odpowiedź impulsowa.

7.Filtracja sygnałów. (3 godz.)
Rodzaje i przykłady filtrów. Idealny filtr dolnoprzepustowy. Elementy syntezy filtrów. Charakterystyki a-cz i f-cz. Pojęcie decybela oraz dekady. Wykresy Bodego. Asymptotyczne wykresy Bodego. Twierdzenie o próbkowaniu. Filtracja pasmowo przepustowa.

8.Przekształcenie Laplace’a oraz przekształcenie Hilberta. (3 godz.)
Koncepcja przekształcenia Laplace’a. Zastosowania przekształcenia Laplace’a. Definicja przekształcenia Hilberta. Właściwości przekształcenia Hilberta. Sygnał analityczny. Reprezentacja dolnopasmowa sygnałów wąskopasmowych.

9.System modulacyjny. Modulacje amplitudy (3 godz.)
Koncepcja modulacji. Cele stosowania modulacji. Podział modulacji. Budowa systemu modulacyjnego. Modulacja DSB-SC. Modulacja AM. Detekcja obwiedni i koherentna. Modulacja SSB-SC. Modulacja VSB-SC.

10.Modulacje kąta fazowego. (3 godz.)
Modulacja fazy PM. Modulacja częstotliwości FM. Związki modulacji FM i PM. Modulacja wąskopasmowa NBFM. Modulacja szerokopasmowa WBFM. Wzór Carsona na szerokość pasma.

11.Odporność na szum systemów modulacyjnych. (3 godz.)
Szumy w systemie modulacyjnym. Dolnopasmowa reprezentacja szumu wąskopasmowego. Widmo gęstości mocy. Odstęp sygnał-szum. Zysk modulacyjny. Charakterystyki szumowe systemu modulacyjnego.

12.Charakterystyki szumowe wybranych systemów modulacyjnych. (3 godz.)Systemy modulacyjne DSB-SC, AM, SSB-SC. Efekt progowy. System modulacyjny FM. Efekt progowy. Wpływ szerokości pasma na charakterystyki szumowe FM. Porównanie systemów modulacji amplitudy i kąta fazowego.

13.Modulacje impulsowe oraz kody transmisyjne. (3 godz.)
Modulacje PAM, PPM, PFM, PDM. Konsekwencje odstępstw od założeń twierdzenia o próbkowaniu. Koncepcja kodu transmisyjnego. Pożądane właściwości kodów transmisyjnych. Interferencja międzysymbolowa. Kryterium Nyquista.

14.Modulacje kodowo-impulsowe. (3 godz.)
Kwantowanie sygnałów. Kodowanie arytmetyczne. Modulacja PCM. Szum kwantowania. Optymalizacja charakterystyk statycznych kwantyzatorów. Modulacja DPCM.

15.Właściwości energetyczne sygnałów.
(3 godz.)Definicja energii i mocy sygnału. Twierdzenie Parsevala. Widmo gęstości energii (mocy). Funkcja korelacji. Widmo gęstości mocy sygnałów losowych. Twierdzenie Chinczyna.

Auditorium classes:

W ramach przedmiotu prowadzone są ćwiczenia audytoryjne odpowiadające tematyce kolejnych wykładów. Treści tych zajęć ugruntowują i rozszerzają wiedzę przekazywaną podczas wykładów, w szczególności uczą praktycznego posługiwania się metodami i modelami przedstawianymi w trakcie wykładu. Ćwiczenia audytoryjne mają charakter obliczeniowo-symulacyjny. W części teoretycznej przeprowadzane będą obliczenia związane z analizowanymi metodami i modelami, natomiast w części praktycznej zostaną wykonane badania symulacyjne związane w przeprowadzonymi obliczeniami.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 172 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Participation in lectures 42 h
Preparation for classes 30 h
Realization of independently performed tasks 60 h
Participation in laboratory classes 30 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 10 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

1.Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z zajęć laboratoryjnych oraz zdanie egzaminu. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest posiadanie oceny pozytywnej z zajęć laboratoryjnych.
2.Obliczamy średnią ważoną z ocen z zajęć laboratoryjnych (50%) i egzaminu (50%) uzyskanych we wszystkich terminach.
3.Wyznaczamy ocenę końcową na podstawie zależności:
if sr>4.75 then OK:=5.0 else
if sr>4.25 then OK:=4.5 elsei
f sr>3.75 then OK:=4.0 else
if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3

Prerequisites and additional requirements:

Wiadomości z zakresu przedmiotów:
1.Algebra i Analiza
2.Probabilistyka i podstawy statystyki

Recommended literature and teaching resources:

1.J. Szabatin: Podstawy teorii sygnałów. WKiŁ, Warszawa 2004.
2.J. M. Wojciechowski: Sygnały i systemy. WKiŁ, Warszawa 2008.
3.M. Kantor, Z. Papir: Modulacja i detekcja – zbiór zadań z rozwiązaniami. UWND AGH, Kraków 2008.
4.Z. Papir: Analiza częstotliwościowa sygnałów. UWND AGH, Kraków 1995.
5.Z. Papir: Modulacja i detekcja. UWND AGH, Kraków 1992.
6.R. E. Ziemer, W. H. Tranter: Principles of Communications – Systems, Modulations, and Noise, John Wiley 2010.
7.H. Baher: Analog and Digital Signal Processing, John Wiley 2001.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None