МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» (ИГТА) Кафедра автоматики и радиоэлектроники УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе ___________________В.В.Любимцев «_____»___________________20____ АННОТАЦИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Цифровая обработка сигналов Код, направление подготовки 210400 Радиотехника Профиль подготовки Бытовая радиоэлектронная аппаратура Цикл, код ПЦ, Б.3.б.15 Семестр 7 Квалификация (степень) выпускника бакалавр Форма обучения очная Факультет механики и автоматики Иваново 2010 В результате изучения дисциплины (модуля) «Цифровая обработка сигналов» обучающиеся должны: -знать: основы теории дискретных сигналов и систем; методы спектрального анализа и фильтрации дискретных сигналов и систем; алгоритмы синтеза дискретных систем; эффекты квантования сигналов; методы модуляции при передаче цифровой информации; -уметь: рассчитывать реакции линейных дискретных систем, заданных моделями во временной и частотной областях; проводить аналитическое исследование дискретных сигналов; проводить синтез структур дискретных фильтров и узлов; проводить оценку эффектов квантования сигналов; -владеть: математическим аппаратом описания дискретных сигналов и систем; методами моделирования дискретных и цифровых сигналов и систем; современными техническими и программными средствами анализа и синтеза дискретных и цифровых сигналов, цепей и устройств. Рабочей программой дисциплины предусмотрены следующие виды учебной работы: Вид учебной работы Аудиторные занятия (всего) В том числе: Лекции Лабораторные занятия Самостоятельная работа (всего) В том числе: Самостоятельное изучение теоретического материала с самоконтролем по рекомендуемым тестам Изучение теоретического материала при подготовке к лабораторным работам Итоговое повторение теоретического материала при подготовке к экзамену Вид промежуточной аттестации: экзамен Общая трудоемкость Всего часов / Номер зачетных семестра единиц 7 64/1,78 64/1,78 24/0,67 40/1,11 44/1,22 24/0,67 40/1,11 44/1,22 14/0,38 14/0,38 20/0,56 20/0,56 10/0,28 10/0,28 36/1 144/4 36/1 144/4 2 Дисциплина включает следующие разделы: Введение. Принципы цифровой обработки сигналов (ЦОС). Дискретные и цифровые сигналы. Типовые дискретные сигналы. Нормирование частоты. Обобщенная схема ЦОС. 1. Спектральное представление дискретных сигналов. Спектр дискретного сигнала. Связь между спектрами аналогового и дискретного сигналов. Дискретное преобразование Фурье и его свойства. Влияние формы дискретизирующих импульсов на спектр сигнала. Дискретное преобразование Лапласа. Быстрое преобразование Фурье. 2. Применение метода Z-преобразования для анализа дискретных сигналов. Основные свойства Z-преобразования. Z-преобразования элементарных сигналов. Способы нахождения обратного Z-преобразования. 3. Описание линейных дискретных систем во временной области. Импульсная характеристика линейной дискретной системы (ЛДС). Вычисление реакции ЛДС по формуле свертки. Вычисление реакции ЛДС с использованием разностного уравнения. Рекурсивные и нерекурсивные ЛДС. Дискретные системы с конечной (КИХ) и бесконечной (БИХ) импульсной характеристикой. Устойчивость ЛДС. Оценка устойчивости по импульсной характеристике. 4. Описание линейных дискретных систем в Z-области. Передаточная функция. Взаимосвязь между передаточной функцией и разностным уравнением. Передаточные функции звеньев 1-го и 2-го порядков. Оценка устойчивости по передаточной функции. Карты нулей и полюсов звеньев 1-го и 2-го порядков. 5. Описание линейных дискретных систем в частотной области. Частотная характеристика ЛДС и ее свойства. Расчет частотных характеристик звеньев 1-го и 2-го порядков. Экспресс-анализ АЧХ и ФЧХ звеньев ЛДС. 6. Структурные схемы линейных дискретных систем. Структуры рекурсивных ЛДС. Прямая структура. Каскадная структура. Параллельная структура. Структуры нерекурсивных ЛДС. 7. Описание линейных дискретных систем в пространстве состояний. Понятие состояния ЛДС. Определение уравнений состояния и выхода по передаточной функции. Структурное представление ЛДС по уравнениям состояния и выхода. 8. Цифровые фильтры. Основные определения и классификация цифровых фильтров (ЦФ). Синтез ЦФ. КИХ-фильтры с линейной ФЧХ. Синтез КИХ-фильтров методом окон. Синтез оптимальных (по Чебышеву) КИХфильтров. Цифровые преобразователи Гильберта и дифференциаторы. Цифровые согласованные КИХ-фильтры. Синтез БИХ-фильтров. 9. Эффекты квантования в цифровых системах. Представление и кодирование чисел. Процессы квантования. Шумы квантования. Квантование чисел и сигналов. 3 10. Способы модуляции, используемые при передаче информационных данных в цифровом виде. Амплитудная манипуляция. Частотная манипуляция. Фазовая манипуляция. Квадратурная манипуляция. Широтноимпульсная модуляция. Заведующий кафедрой Преподаватель-разработчик Н.А.Кулида В.И.Синицын 4