Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Teoria sygnałów
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IET-1-302-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Papir Zdzisław (papir@kt.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
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)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
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 Egzamin,
Kolokwium
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 Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności
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 Projekt
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 Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy. ET1A_K01 Projekt
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
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; + + - - - - - - - - -
Umiejętności
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; - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy. - + - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

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.

Ćwiczenia audytoryjne:

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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 172 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w wykładach 42 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 60 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Wymagania wstępne i dodatkowe:

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak