Цифрове оброблення сигналів

Метою вивчення дисципліни є формування у студентів: базових знань по дискрети- зації аналогових сигналів і властивостям дискретних сигналів, обчисленню дискретної згор- тки (ДЗ) за допомогою дискретного перетворення Фуріє (ДПФ), алгоритмам швидкого пе-
ретворення Фуріє (ШПФ), особливостям апаратурної реалізації алгоритмів ШПФ і швидких згортувачів (ШЗ) на основі алгоритмів ШПФ, засобам синтезу цифрових фільтрів (ЦФ) без використання алгоритмів ШПФ і особливостям їх апаратурної реалізації.
Практичне значення та використання отриманих знань:
Отримані знання можуть використовуватися при виконанні кваліфікаційної роботи бакалавра за вказаною спеціальністю, при проектуванні, розрахунках та експлуатації теле- комунікаційної та електронної апаратури різного призначення, вибирати із відомих та про- понувати свої найбільш ефективні варіанти побудови цифрових систем обробки сигналів різного призначення в різних частотних діапазонах, які будуть задовольняти заданим техні- чним умовам, проводити інженерні розрахунки основних параметрів і характеристик циф- рових систем обробки сигналів.
Тематика та види навчальних занять
Лекція 01. «Вступ. Дискретизація безперервних сигналів і властивості дискретних сигналів».

Лекція 02. «Поняття про лінійну дискретну згортку. Відновлення аналогового сиг- налу з дискретного. Помилки дискретизації та відновлення».
Лекція 03. «Поняття про дискретне перетворення Фур’є та йог властивості». Лекція 04. «Обчислення періодичної дискретної згортки з використанням ДПФ». Лекція 05. «Обчислення лінійної дискретної згортки з використанням ДПФ.».
Лекція 06. «Секціоноване обчислення лінійної дискретної згортки».
Лекція 07. «Принципи побудови алгоритмів БПФ. Шляхи підвищення швидкодії ци- фрових згортувачів і вимоги до елементної бази».
Лекція 08. «Поточна організація алгоритмів БПФ2. Поточна організація виконання згортки».
Лекція 09. «Ефекти кінцевої розрядності під час реалізації швидких згортувачів». Лекція 10. «Методика аналізу впливу ефектів квантування на характеристики швид-
ких згортувачів. Розрахунок розрядності елементів швидкого згортувача.».
Лекція 11. «Методи опису дискретних фільтрів, що виконують дискретне згортання в часовій області та їх властивості».
Лабораторні заняття
Лабораторні роботи виконуються з використанням середовища SciLab.
Лабораторна робота №1. «Часове та частотне подання дискретних сигналів».
Мета заняття: придбання навичок в визнанні частоти дискретизації безперервних і розрахунках спектрів дискретних сигналів.
Лабораторна робота №2. «Обчислення періодичної ДЗ за допомогою ДПФ».
Мета заняття: вивчення властивостей ДПФ та надбання навичок у обчисленні періо- дичної ДЗ за допомогою ДПФ.
Лабораторна робота №3. «Обчислення лінійної ДЗ за допомогою ДПФ».
Мета заняття: вивчення властивостей ДПФ та надбання навичок у обчисленні ліній- ної ДЗ за допомогою ДПФ.
Лабораторна робота №4. «Секціоноване обчислення лінійної ДЗ методом перекриття з додаванням».
Мета заняття: вивчення алгоритмів секціонованого обчислення лінійної ДЗ методом перекриття з додаванням.
Лабораторна робота №5. «Секціоноване обчислення лінійної ДЗ методом перекриття з накопичуванням «перед»».
Мета заняття: вивчення алгоритмів секціонованого обчислення лінійної методом пе- рекриття з накопичуванням «перед»».
Лабораторна робота №6. «Секціоноване обчислення лінійної ДЗ методом перекриття з накопичуванням «після»».
Мета заняття: вивчення алгоритмів секціонованого обчислення лінійної ДЗ методом перекриття з накопичуванням «після»».
Лабораторна робота №7. «Спрямовані графи ШПФ2».
Мета заняття: надбання навичок у розробці спрямованих графів алгоритмів ШПФ2 різноманітних типів..
Лабораторна робота №8. «Побудова структурних схем поточних процесорів ШПФ». Мета заняття: надбання навичок побудови структурних схем поточних процесорів
ШПФ2 з застосуванням дійсних операндів.
Лабораторна робота №9. «Побудова структурних схем ШЗ».
Мета заняття: надбання студентами навичок побудови структурних схем ШЗ з засто- суванням дійсних операндів.
Лабораторна робота №10. «Розрахунок розрядності елементів ШЗ».
Мета заняття: надбання студентами навичок з розрахунку розрядності елементів ШЗ. Лабораторна робота №11. «Побудова структурних схем ЦФ».
Мета заняття: надбання студентами навичок побудови структурних схем ЦФ і визна- чення розрядності операндів.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

Індивідуальна робота
Розрахунково-графічна робота має наступну мету:
– закріплення основних теоретичних положень курсу, придбання навичок розрахунку та ви- значення параметрів дискретних сигналів і фільтрів, побудови бистрих згортувачів та ви- значення розрядності операндів, використання ЕОМ і прикладних програм для розрахунку характеристик цифрових фільтрів.
Завдання на розрахунково-графічну роботу видається на початку 8-го семестру. Тематика РГР охоплює питання:
– розрахунок частоти дискретизації аналогових сигналу та фільтру, що забезпечує задану по- милку дискретизації;
– визначення параметрів та побудову структурної схеми швидкого згортувача;
– визначення розрядності операндів, що забезпечує задане погіршення відносини сигнал/за- вада.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Поточний контроль полягає у виконанні:
1. 11–и індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання викону- ються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань практичних занять. Бездоганне виконання завдань практичних занять у 5 балів.
2. Розрахунково-графічної роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 30 балів.
3. Однієї модульної контрольної роботи. Модульна контрольні робота складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у письмової формі Бездоганне виконання модульної контрольної роботи становить 15 балів.
Підсумковий контроль – залік. Підсумкова оцінка формується як накопичувальна за ре- зультатами оцінювання всіх навчальних елементів, які заплановані на семестр для виконання здобувачами вищої освіти. Оцінку «зараховано» отримують здобувачі вищої освіти, за умови виконання всіх навчальних елементів не менш, ніж на 60 %.