Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Cyfrowe przetwarzanie sygnałów
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-206-II-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Informatyka w inżynierii mechanicznej
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Ciesielka Wojciech (ghciesie@cyf-kr.edu.pl)
Module summary

Moduł pozwala na opanowanie podstawowych kompetencji obliczeniowych i projektowych oraz eksploatacyjnych dotyczących układów i systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów.

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: is able to
M_K001 do twórczego działania oraz myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy MBM2A_K04 Participation in a discussion,
Activity during classes,
Execution of laboratory classes
M_K002 do ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych MBM2A_K02 Participation in a discussion,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 posługiwać się zaawansowaną wiedzą z zakresu nauk podstawowych przydatną do projektowania, wytwarzania i eksploatacji systemów do cyfrowego przetwarzania sygnałów MBM2A_U01 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
M_U002 analizować, interpretować, przetwarzać i dokumentować różnorodne dane, w tym zna zasady przetwarzania cyfrowego sygnałów MBM2A_U11, MBM2A_U10 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 zasady działania oraz budowę systemów do cyfrowego przetwarzania sygnałów MBM2A_W06 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
M_W002 metodykę projektowania złożonych urządzeń i systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów, a także metody i techniki wykorzystywane w projektowaniu; zna komputerowe narzędzia do projektowania i symulacji systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów i warunki eksploatacji MBM2A_W02, MBM2A_W06 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
40 20 0 20 0 0 0 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 do twórczego działania oraz myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy - - + - - - - - - - -
M_K002 do ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 posługiwać się zaawansowaną wiedzą z zakresu nauk podstawowych przydatną do projektowania, wytwarzania i eksploatacji systemów do cyfrowego przetwarzania sygnałów - - + - - - - - - - -
M_U002 analizować, interpretować, przetwarzać i dokumentować różnorodne dane, w tym zna zasady przetwarzania cyfrowego sygnałów - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 zasady działania oraz budowę systemów do cyfrowego przetwarzania sygnałów + - + - - - - - - - -
M_W002 metodykę projektowania złożonych urządzeń i systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów, a także metody i techniki wykorzystywane w projektowaniu; zna komputerowe narzędzia do projektowania i symulacji systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów i warunki eksploatacji + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 102 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 40 h
Preparation for classes 30 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (20h):
  1. Sygnały i ich parametry

    Pojęcia podstawowe. Klasyfikacja sygnałów.Sygnały deterministyczne. Parametry sygnałów.Sygnały zespolone. Funkcja korelacji własnej i wzajemnej. Splot sygnałów.

  2. Szereg Fouriera i całkowe przekształcenie Fouriera

    Ortogonalne funkcje bazowe. Harmonoczne zespolone i rzeczywiste funkcje bazowe. Dyskterne przekształcenia Fouriera.
    Definicje i podstawowe własności. Transformacja Fouriera wybranych sygnałów. Widmo iloczynu i splotu dwóch sygnałów. Twierdzenie o próbkowaniu.

  3. Dyskretyzacja sygnałów analogowych

    Podstawy. Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe.

  4. Analiza częstotliwościowa sygnałów dyskretnych.

    Widmo Fouriera sygnałów dyskretnych. Szereg Fouriera.

  5. Układy dyskretne

    Układy dyskretne LTI. Transformacja Z. Odwrotna transformacja Z. Właściwości transformacji Z. Transmitancja układów dyskretnych. Przykłady projektowania układów dyskretnych metodą “zer i biegunów”.Splot liniowy i kołowy.

  6. Projektowanie rekursywnych filtrów cyfrowych

    Wymagania stawiane filtrom cyfrowym. Metoda Yule’a-Walkera. Metoda niezmienności odpowiedzi impuloswej. Metoda transformacji biliniowej.

  7. Projektowanie nierekursywnych filtrów cyfrowych

    Metoda próbkowania w dziedzinie częstotliwości. Metoda optymalizacji średnikowadratowej. Metoda aproksymacji Czebyszewa.Metoda okien.Filtry specjalne.

  8. Filtry adaptacyjne

    Podstawy filtracji adaptacyjnej. Filtracja optymalna – filtr Wienera. Gradientowe filtry adaptacyjne. Filtry adaptacyjne LMS, RLS, NLMS.

  9. Metody czasowo-częstotliwościowej analizy sygnałów

    Problem analizy czasowo-częstotliwościowej.Transformacja Gabora.Krótkookresowa transformacja Fouriera. Transformacja falkowa.

  10. Wybrane platformy DSP
Laboratory classes (20h):
  1. Sygnały i ich parametry.
  2. Projektowanie złożonych układów dyskretnych.
  3. Transformacja Fouriera wybranych sygnałów.
  4. Projektowanie prostych układów dyskretnych.
  5. Analiza częstotliwościowa sygnałów dyskretnych.
  6. Projektowanie rekursywnych filtrów cyfrowych.
  7. Projektowanie nierekursywnych filtrów cyfrowych.
  8. Projektowanie filtrów adaptacyjnych.
  9. Metody czasowo-częstotliwościowej analizy sygnałów.
  10. Implementacje algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów na wybrane platformy DSP
Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

W celu zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych wymagane jest zaliczenie wszystkich tematów ćwiczeń,
wymaganych sprawozdań i pisemnych kolokwiów. Zakres wymaganych sprawozdań i kolokwiów zaliczeniowych określony jest w trybie ustalonym przez prowadzącego. Dopuszcza się jeden termin
poprawkowy zaliczenia każdego kolokwium. Możliwe jest także jednokrotne poprawianie oceny
pozytywnej jednego z wymaganych kolokwiów. Do zajęć należy się rzetelnie przygotowywać. Stopień
przygotowania jest sprawdzany i oceniany w drodze dyskusji lub kolokwium. Nie dopuszcza się
nieobecności nieusprawiedliwionych na tych zajęciach. W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się
odrabianie danych zajęć na innej grupie (pod warunkiem występowania wolnych miejsc na sali).

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Ocenę końcową (OK) modułu oblicza się według wzoru:

OK = 0,5• W + 0,5• L

gdzie
W – ocena uzyskana z kolokwium z wykładu
L – ocena uzyskana z laboratoriów

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ewentualne zaległości wyrównywane są poprzez samodzielne nadrabianie tych zaległości przez studenta oraz w przypadku ćwiczeń laboratoryjnych poprzez indywidualnie zaliczenie zajęć, na których student był nieobecny, zgodnie z poniżej opisanymi zasadami. Osoby nieobecne z przyczyn losowych na ćwiczeniach laboratoryjnych z danego tematu zobowiązane są do ich indywidualnego ustnego zaliczenia (niezależnie od kolokwiów zaliczeniowych) w trybie ustalonym przez prowadzącego ćwiczenia (w ten sposób możliwe jest zaliczenie co najwyżej trzech zajęć). Zakres zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych w trybie indywidualnym obejmuje znajomość tematyki i celów zajęć, zakresu i sposobu wykonania czynności z części praktycznej ćwiczeń, stosowanej aparatury, zasady jej działania i obsługi, ewentualnych wyników uzyskiwanych na ćwiczeniach oraz wniosków wynikających z tych ćwiczeń (wymaganych w ewentualnym sprawozdaniu).

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość i umiejętność posługiwania się środowiskiem inżynierskim MATLAB

Recommended literature and teaching resources:

1. Białasiewicz J.T.: Falki i aproksymacje. Warszawa WNT 2000.
2. Lyons R.: Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów. Warszawa WKŁ 2001.
3. Oppenheim A.V, Schafer R.W.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Warszawa WNT 1982.
4. Papoulis A.: Obwody i układy. Warszawa WKŁ 1988.
5. Rutkowski L.: Filtry adaptacyjne i adaptacyjne przetwarzanie sygnałów.
WNT, Warszawa 1994.
6. Szabatin J.: Podstawy teorii sygnałów. Warszawa WKŁ 1990.
7. Widrow B., Stearns S.: Adaptive signal processing. Enlewood Cliffs.
Prentice Hall 1985.
8. Wojtkiewicz A.: Elementy syntezy filtrów cyfrowych. Warszawa WNT 1984.
9. Zieliński T.: Od teorii do cyfrowego przetwarzania sygnałów. Warszawa WKŁ 2002.
10.Zieliński T.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów.Od teorii do zastosowań.
Warszawa WKŁ 2007.
11.Wykłady z przedmiotu Cyfrowe Przetwarzanie Sygnałów

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

1. CIESIELKA W.: A multi-channel system for sound control in the open space. Archives of Acoustics ; ISSN 0137-5075. — 2009 vol. 34 no. 4 s. 559–577. — Bibliogr. s. 423–425
2. CIESIELKA W.: Computer modelling of the systems for sound control in the open space. Polish Journal of Environmental Studies ; ISSN 1230-1485. — 2008 vol. 17 no. 3A s. 113–118. — Bibliogr. s. 118, Abstr.
3. CIESIELKA W.: Active noise reduction system. Archives of Acoustics ; ISSN 0137-5075. — 2007 vol. 32 no. 2 s. 205–213. — Bibliogr. s. 212–213. — XIV International Conference Noise Control’07 : June 3–6, 2007, Elbląg / Polish Academy of Sciences. Institute of Fundamental Technological Research. Committee on Acoustics, Polish Acoustical Society. — Warszawa : PAS IFTR, 2007
4. CIESIELKA W.: Spatial equalization of selected sound source by digital inverse filtering. Archives of Acoustics ; ISSN 0137-5075. — 2007 vol. 32 no. 4 Suppl. s. 203–212. — Bibliogr. s. 212. — 54th Open Seminar on Acoustics – OSA 2007 : September 10–14, 2007 Przemyśl, Poland. — Warszawa : Polish Academy of Sciences. Institute of Fundamental Technological Research. Committee on Acoustics : Polish Acoustical Society, 2007
5. CIESIELKA W., Gołaś A.: control of sound by means of digital equalizers. Archives of Acoustics ; ISSN 0137-5075. — 2006 vol. 31 no. 1 s. 89–97. — Bibliogr. s. 97
6.CIESIELKA W., Gołaś A.: An adaptive, active noise reduction system in closed space Archives of Acoustics ; ISSN 0137-5075. — 2006 vol. 31 no. 2 s. 179–192. — Bibliogr. s. 191–192
7. Gołaś A.,Suder-Dębska K.,CIESIELKA W., Filipek R.: Verification of inverse image source method applied for acoustic field creation in open area / Acta Physica Polonica. A ; ISSN 0587-4246. — 2011 vol. 119 no. 6–A: Acoustic and biomedical engineering, s. 966–971. — Bibliogr. s. 971
8. CIESIELKA W., Filipek R.: Multi-channel sound synthesis system in open area : a case study with the use of FEM. Acta Physica Polonica. A ; ISSN 0587-4246. — 2014 vol. 125 no. 4-A: Acoustic and biomedical engineering 2014, s. A-88–A-92. — Bibliogr. s. A-92
9. CIESIELKA W., Gołaś A., Chmielowski Ł.: The dispersed monitoring system of acoustic climate with the use of ZigBee modules W: 7th forum acusticum 2014 ; 61st open seminar on acoustics ; Polish Acoustical Society – Acoustical Society of Japan special session stream : Kraków, 7–12.09.2014 : book of abstracts and programme. — [Poland : s. n.], 2014 + CD. — S. 266–267. — Pełny tekst na dołączonym CD-ROMie. — S. [1–6]. — Wymagania systemowe: Adobe Reader ; napęd CD-ROM. — Bibliogr. s. 6, Summ.
10. Śliwinski M., Witold Żywiec W., CIESIELKA W., Gołaś A.: System wbudowany dedykowany dla „inteligentnego budynku” wykorzystujący układ FPGA — The embedded system as a smart building control unit using FPGA Pomiary, Automatyka, Kontrola / Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich. Sekcja Metrologii, Polskie Stowarzyszenie Pomiarów Automatyki i Robotyki POLSPAR ; ISSN 0032-4140. — 2014 vol. 60 nr 4, s. 233–236. — Bibliogr. s. 236, Streszcz., Abstr.
11. Żywiec W., Śliwinski M.,CIESIELKA W.,Gołaś A.: Prototyp stacji monitoringu klimatu akustycznego wykorzystujący układ FPGA — The prototype of an acoustic climate monitoring system based on FPGA. Pomiary, Automatyka, Kontrola / Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich. Sekcja Metrologii, Polskie Stowarzyszenie Pomiarów Automatyki i Robotyki POLSPAR ; ISSN 0032-4140. — 2014 vol. 60 nr 10, s. 836–839. — Bibliogr. s. 839, Streszcz., Abstr.
12. Kościuszko P.,CIESIELKA W., Gołaś A.: Badanie elektroencefalograficzne wybranych reakcji ośrodków mózgowych spowodowanych efektem otwarcia oczu — Electroencephalographic research of selected reaction centers of the brain caused by an eye-opening effect. Acta Bio-Optica et Informatica Medica = Inżynieria Biomedyczna ; ISSN 1234-5563. — 2014 vol. 20 nr 3, s. 144–155. — Bibliogr. s. 154–155, Streszcz., Abstr.
13. Jaszczur M., CIESIELKA W.: Wykorzystanie pakietu MATLAB do analizy i przetwarzania obrazów w technologii 3D — 3D image processing and analysis using MATLAB Zeszyty Studenckiego Towarzystwa Naukowego ; ISSN 1732-0925. — 2011 nr 23, s. 111–119. — Bibliogr. s. 119, Streszcz., Summ.. — Artykuły laureatów XLVIII sesji studenckich kół naukowych pionu hutniczego Akademii Górniczo-Hutniczej / pod red. Leszka KURCZA i Andrzeja GOŁDASZA. — Kraków : Wydawnictwo Studenckiego Towarzystwa Naukowego, 2011
14. Rapta M., CIESIELKA W.: Inteligentny system rozpoznawania odcisków palców — Intelligent fingerprint recognition system Zeszyty Studenckiego Towarzystwa Naukowego ; ISSN 1732-0925. — 2013 nr 28, s. 189–197. — Bibliogr. s. 197, Streszcz., Summ.. — Artykuły laureatów 50. Sesji Studenckich Kół Naukowych Pionu Hutniczego Akademii Górniczo-Hutniczej
15. Gad K., Kiełbasa T., CIESIELKA W., Dudek P.: Projekt oraz realizacja drukarki 3D pracującej w technologii FDM — Project and realisation of FDM 3D printer. Zeszyty Studenckiego Towarzystwa Naukowego ; ISSN 1732-0925. — 2014 nr 30, s. 85–92. — Bibliogr. s. 92, Streszcz., Summ.. — Artykuły laureatów 51. Sesji Studenckich Kół Naukowych Pionu Hutniczego Akademii Górniczo-Hutniczej
16. Łuszczek Ł., CIESIELKA W.: Identyfikacja sygnałów encefalograficznych (EEG) za pomocą sieci neuronowej — Identification of EEG signals using neural network / // Zeszyty Studenckiego Towarzystwa Naukowego ; ISSN 1732-0925. — 2014 nr 30, s. 143–150. — Bibliogr. s. 150, Streszcz., Summ.. — Artykuły laureatów 51. Sesji Studenckich Kół Naukowych Pionu Hutniczego Akademii Górniczo-Hutniczej.
17. Gołaś A., CIESIELKA W., Czajka I., Czechowski M., Filipek R., Suder-Dębska K., Szopa K., Śliwiński M.,
Wołoszyn J., Żywiec W.: Mechanical engineering in Smart Grid technology ; AGH. — Kraków : Wydział
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, 2015. — 214 s.. — (Monografie Katedry Systemów
Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska ; 2). — Bibliogr. s. 197–214. — ISBN: 978-83-938602-9-
6. — Na s. red. i okł. dod.: Systemy Energetyczne i Urządzenia Ochrony Środowiska
18. CIESIELKA W., CZAJKA I., FILIPEK R., GOŁAŚ A., HAMIGA W., ROMIK D., SUDER-DĘBSKA K., SZOPA K.,
WOŁOSZYN J.: Smart Grid in energetic facilities: modelling, monitoring and diagnostics / red.
merytoryczna tomu: Andrzej GOŁAŚ ; aut.: . — Kraków : Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń
Ochrony Środowiska. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, 2017. — 134 s.. — (Monografie
Katedry Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska ; 10). — Bibliogr. s. 125–134. —
ISBN: 978-83-938602-0-3

Additional information:

Zajęcia laboratoryjne odbywać się będą w pomieszczeniach laboratoryjnych i komputerowych Wydziału
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki.