Podstawy teorii sygnałów
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 0800-POTES | Kod Erasmus / ISCED: |
(brak danych)
/
(0710) Inżynieria i technika
![]() |
Nazwa przedmiotu: | Podstawy teorii sygnałów | ||
Jednostka: | Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej | ||
Grupy: | |||
Punkty ECTS i inne: |
6.00
LUB
5.00
(w zależności od programu) ![]() ![]() |
||
Język prowadzenia: | polski | ||
Wymagania wstępne: | Analiza matematyczna, znajomość oprogramowania MS Word oraz MS Excel |
||
Rodzaj przedmiotu: | przedmiot obowiązkowy |
||
Całkowity nakład pracy studenta: | Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (75 godz.): - udział w wykładach - 30 h, - udział w laboratoriach - 30 h, - konsultacje - 15 h. Czas poświęcony na indywidualną pracę studenta (75 godz.): - przygotowanie do laboratorium: 35 h, - przygotowanie do sprawdzianów i egzaminu: 40 h. Łącznie: 150 h (6 ECTS) |
||
Efekty uczenia się - wiedza: | W1: Ma wiedzę z zakresu podstawowych charakterystyk i parametrów sygnałów deterministycznych i losowych (automatyka i robotyka s1: K_W09, fizyka techniczna s1: K_W06, astronomia s1: K_W09) W2: Opisuje sygnały w dziedzinie czasu i częstotliwości (automatyka i robotyka s1: K_W09, fizyka techniczna s1: K_W06, astronomia s1: K_W08) W3: Zna zasady próbkowania i kwantowania sygnałów i ich praktyczne uwarunkowania (automatyka i robotyka s1: K_W05, K_W09, fizyka techniczna s1: K_W06) |
||
Efekty uczenia się - umiejętności: | U1: Posiada umiejętność pozyskiwania informacji z różnych źródeł, dokonywania ich interpretacji, a także wyciągania wniosków (automatyka i robotyka s1: K_U01, fizyka techniczna s1: K_U03) U2: Wykorzystuje MS Word oraz MS Excel do prezentacji wyników i analizy danych (automatyka i robotyka s1: K_U02, fizyka techniczna s1: K_U06) U3: Potrafi opracować raport zawierający omówienie wyników realizacji zadania inżynierskiego (automatyka i robotyka s1: K_U05) U4: Potrafi samodzielnie lub w zespole planować i przeprowadzać proste symulacje przetwarzania sygnałów (automatyka i robotyka s1: K_U16, fizyka techniczna s1: K_U13, astronomia s1: K_U12) |
||
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne: | K1: Ma świadomość ograniczenia swojej wiedzy w zakresie analizy i przetwarzania sygnałów deterministycznych i losowych (automatyka i robotyka s1, fizyka techniczna s1, astronomia s1: K_K01) |
||
Metody dydaktyczne: | Metoda dydaktyczna podająca: wykład informacyjny (konwencjonalny) wzbogacany symulacjami komputerowymi przeprowadzanymi z zastosowaniem autorskich aplikacji. Metoda dydaktyczna poszukująca: laboratorium: doświadczeń, laboratoryjna |
||
Metody dydaktyczne podające: | - wykład informacyjny (konwencjonalny) |
||
Metody dydaktyczne poszukujące: | - doświadczeń |
||
Skrócony opis: |
Zajęcia z Podstaw teorii sygnałów obejmują następujące treści: - różne klasyfikacje sygnałów, - podstawy analizy sygnałów okresowych w dziedzinie czasu i częstotliwości, - podstawy analizy widmowej sygnałów z wykorzystaniem ciągłego i dyskretnego przekształcenia Fouriera, - zagadnienie przetwarzania analogowo-cyfrowego, - tw. o próbkowaniu Kotelnikowa-Shannona oraz tw. o kwantowaniu wg Widrowa, - specyficzne cechy oraz architektury spektrografów stosowanych w radioastronomii. |
||
Pełny opis: |
Zajęcia z przedmiotu składają się z 30 h wykładu oraz 30 h ćwiczeń laboratoryjnych. Wykład zawiera następujące treści: - wprowadzenie i wyjaśnienie pojęcia sygnału a następnie omówienie różnych klasyfikacji sygnałów, - podstawowe charakterystyki i parametry sygnałów stacjonarnych, - podstawowe łączne charakterystyki sygnałów stacjonarnych, - opis sygnałów deterministycznych w dziedzinie czasu i częstotliwości, - wprowadzenie do opisu sygnałów losowych, - podstawy analizy widmowej sygnałów z wykorzystaniem ciągłego i dyskretnego przekształcenia Fouriera, - zagadnienie przetwarzania analogowo-cyfrowego, - tw. o próbkowaniu Kotelnikowa-Shannona oraz tw. o kwantowaniu wg Widrowa, - specyficzne algorytmy przetwarzania sygnałów stosowane m.in. w radioastronomii. Wykaz ćwiczeń laboratoryjnych: 1.Sygnały deterministyczne i losowe. 2.Główne charakterystyki sygnałów. 3.Łączne charakterystyki sygnałów. 4.Ilustracja twierdzenia o próbkowaniu. 5.Ilustracja kwantowania sygnałów oraz kwantowania z sygnałem ditherowym. 6.Detekcja sygnału okresowego metodą uśredniania koherentnego. 7.Detekcja sygnałów w szumie metodą autokorelacji i korelacji wzajemnej. 8.Błędy estymacji. Podczas wykładu i ćwiczeń laboratoryjnych studenci zapoznają się ponadto z wybranymi algorytmami przetwarzania sygnałów cyfrowych, określaniem wartości średniej, średniokwadratowej, rozkładu wartości (histogramu), funkcji korelacyjnych i widmowych, metodami uśredniania sygnałów cyfrowych, koherentnym i niekoherentnym uśrednianiem sygnałów. Stosują uśredniające metody eliminowania zakłóceń z sygnałów powtarzalnych oraz metody korelacyjne do eliminowania zakłóceń z sygnałów deterministycznych i losowych. Uczą się oceny błędów estymacji podstawowych parametrów oraz charakterystyk sygnałów uzyskanych m.in. na podstawie ich cyfrowej reprezentacji. |
||
Literatura: |
Literatura podstawowa: 1. Materiały do wykładów - Moodle Instytut Fizyki. 2. Lal-Jadziak J.: Przetwarzanie sygnałów. Wybrane zagadnienia. Wydawnictwo UMK, Toruń 2020. 3. Bendat J.S., Piersol A.G.: Metody pomiaru i analizy sygnałów losowych. PWN, Warszawa 1976. 4. Izydorczyk J., Płonka G., Tyma G.: Teoria sygnałów. Helion, Warszawa 2006, s. 304. 5. Jajszczyk A.: Podstawy telekomunikacji, WNT, Warszawa 2004. 6 Lal-Jadziak J., Krajewski M., Sienkowski S..: Podstawy i algorytmy przetwarzania sygnałów. Ćwiczenia laboratoryjne, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego. Zielona Góra 2009. 7. Lyons R.: Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów. WKŁ, Warszawa 2010. 8. Szabatin J.: Podstawy teorii sygnałów. WKiŁ, Warszawa 2007. Literatura uzupełniająca 1. Bendat J.S., Piersol A.G.: Engineering applications of correlation and spectral analysis. Wiley, New York 1993. 2. Bendat J.S., Piersol A.G.: Random data: Analysis and measurement procedures. Wiley, New York 2010. 3. Bilinskis I.: Digital alias free signal processing. Wiley 2007. 4. Gajda J., Szyper M.: Modelowanie i badania symulacyjne systemów pomiarowych. Jartek s.c., Kraków 1998. 5. Lal-Jadziak J: Korelatory w zastosowaniach radioastronomicznych. Pom. Auto. Kontr. 11 (2014) ; 963 - 965. 6. Lal-Jadziak J: Pomiar szumu w szumie metodą korelacyjną. Przegląd Elektrotechniczny 11 (2016); 179-182. 7. Lal-Jadziak J., Sienkowski S.: Cross-correlation Function Determination by Using Deterministic and Randomized Quantization, Przegl. Elektrotech., R. 89, NR 1a, 2013, 81 – 83. 8. Lyons R.G.: Understanding Digital Signal Processing. Prentice Hall PTR 2004. 9.Widrow B., Kollar I.: Quantization Noise, Roundoff Error in Digital Computation, Signal Processing Control, and Communications. Cambridge University Press 2008. 10. Zieliński T.P.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań. WKŁ, Warszawa 2007. |
||
Metody i kryteria oceniania: |
Metody oceniania: Wykład Osiem sprawdzianów z tematyki wykładu - W1, W2, W3 Egzamin pisemny (pytania otwarte/pytania zamknięte) - W1, W2, W3 Laboratorium Sprawdziany z zakresu każdego ćwiczenia laboratoryjnego - W1, W2, W3 Raporty z każdego ćwiczenia laboratoryjnego U1, U2, U3, U4, U5, K1, K2 Warunkiem zaliczenia laboratorium jest zaliczenie wszystkich ćwiczeń. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie zaliczenia laboratorium. Podstawą oceny z egzaminu/laboratorium jest liczba uzyskanych punktów. Przyjmuje się następujące kryteria: dst - od 50% maksymalnej liczby punktów dst plus - od 60% maksymalnej liczby punktów db - od 70% maksymalnej liczby punktów db plus - od 80% maksymalnej liczby punktów bdb - od 90% maksymalnej liczby punktów |
||
Praktyki zawodowe: |
nie dotyczy |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/18" (zakończony)
Okres: | 2017-10-01 - 2018-02-25 |
![]() |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin ![]() Wykład, 30 godzin ![]() |
|
Koordynatorzy: | Jadwiga Lal-Jadziak | |
Prowadzący grup: | Dariusz Chaberski, Paweł Dąbkowski, Magdalena Kunert-Bajraszewska, Jadwiga Lal-Jadziak, Anna Zawadzka | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2017/18" (zakończony)
Okres: | 2018-02-26 - 2018-09-30 |
![]() |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin ![]() Wykład, 30 godzin ![]() |
|
Koordynatorzy: | Jadwiga Lal-Jadziak | |
Prowadzący grup: | Jadwiga Lal-Jadziak, Anna Zawadzka | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2018/19" (zakończony)
Okres: | 2018-10-01 - 2019-02-24 |
![]() |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin ![]() Wykład, 30 godzin ![]() |
|
Koordynatorzy: | Jadwiga Lal-Jadziak | |
Prowadzący grup: | Dariusz Chaberski, Paweł Dąbkowski, Jadwiga Lal-Jadziak, Anna Zawadzka | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2019/20" (zakończony)
Okres: | 2019-10-01 - 2020-02-28 |
![]() |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin ![]() Wykład, 30 godzin ![]() |
|
Koordynatorzy: | Jadwiga Lal-Jadziak | |
Prowadzący grup: | Marcin Gahbler, Jadwiga Lal-Jadziak, Przemysław Płóciennik | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2020/21" (zakończony)
Okres: | 2020-10-01 - 2021-02-21 |
![]() |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin ![]() Wykład, 30 godzin ![]() |
|
Koordynatorzy: | Jadwiga Lal-Jadziak | |
Prowadzący grup: | Marcin Gahbler, Jadwiga Lal-Jadziak, Przemysław Płóciennik | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.