PA190 Digital Signal Processing

Fakulta informatiky
jaro 2021
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus 2 za zk). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. Ing. Karel Hájek, CSc. (přednášející), prof. Ing. Václav Přenosil, CSc. (zástupce)
prof. Ing. Václav Přenosil, CSc. (přednášející)
Garance
prof. Ing. Václav Přenosil, CSc.
Katedra počítačových systémů a komunikací – Fakulta informatiky
Kontaktní osoba: prof. Ing. Václav Přenosil, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Katedra počítačových systémů a komunikací – Fakulta informatiky
Rozvrh
Čt 8:00–9:50 Virtuální místnost
Předpoklady
Pro úspěšné absolvování předmětu je vhodné absolvovat předmět PA174 nebo minimálně PB170.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Předmět si smí zapsat nejvýše 20 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 1/20, pouze zareg.: 0/20, pouze zareg. s předností (mateřské obory): 0/20
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
To introduce the fundamentals of digital signal processing and related applications. This course will cover linear system analysis, z-transform, discrete Fourier transform (DFT) and its applications, FFT algorithms, digital filter (FIR and IIR) design and multi-rate signal processing.
Výstupy z učení
Students will:
understand principles of digital signal processing

be able to design algorithms to process signals

understand the way Fourier transformation is used to process signals.
Osnova
  • 1) An Introduction to digital signal processing (DSP), signals and their types
    2) Continuous and discrete-time signals, their spectrum, analog-to-digital and digital-to-analog conversion, sampling theorem
    3) Analog signals, analog systems, discrete-time signals, discrete-time systems, analysis of discrete-time LTI systems, correlation of discrete-time signals
    4) Z-transform, properties of the Z-transform, rational z-transforms, inversion of the Z-transform, analysis of LTI systems in the z-domain
    5) Frequency-analysis of continuous-time signals, frequency analysis of discrete-time signals, properties of the Fourier transform for discrete-time signals, frequency-domain characteristics of LTI systems
    6) Frequency-domain sampling: The DFT, properties of the DFT, Linear-filtering methods based on the DFT, frequency analysis of signals using the DFT
    7) Efficient computation of the DFT: FFT algorithms
    8) Estimating the frequency of the dominant harmonic signal
    9) Basic principles of the digital filter realization as a discrete model of analog filtering
    10) Structures for the realizations of discrete-time systems, structures for FIR systems, structures for IIR systems, quantization and round-off effects in digital filters
    11) Design of digital filters, design of FIR filters, design of IIR filters from analog filters, frequency transformations, design of filters based on least-squares method, design of FFT filtering
    12) Introduction of the MATLAB Signal Processing Toolbox
Literatura
    doporučená literatura
  • Sanjit K. Mitra, "Digital Signal Processing: A Computer-Based Approach", second edition, McGraw-Hill.
  • John G. Proakis, Dimitris K Manolakis, "Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and Applications", third edition, Prentice Hall.
Výukové metody
During the semester, students are required to do tasks involving the use of Matlab software package. The course concludes with a final test.
Metody hodnocení
Final examination consists of 3 parts:
1) defence of the project - implementation of the design from laboratory lessons and discussion about protocol,
2) written test - logical algebra, design of the digital circuits and analysis of the digital circuits,
3) oral exam - theoretical tools for design of the digital circuits.
Vyučovací jazyk
Angličtina
Navazující předměty
Informace učitele
Předmět je rozdělen na část teoretickou a praktickou. Praktická část bude probíhat na technickém a programovém vybavení v Laboratoři architektury a konstrukce číslicových počítačů. Veškerá používaná dokumentace a návody jsou k dispozici pouze v jazyce anglickém.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2012, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.