Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος (Εργ)

Το μάθημα αυτό παρέχει μια εισαγωγή στην Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος (ΨΕΣ). Αρχίζει με την εξήγηση της ανάγκης για την ψηφιακή επεξεργασία σήματος και των συστημάτων ΨΕΣ που ακολουθούνται από την εξέταση της συνέλιξης, τη χρονική αμεταβλητότητα, και τη σταθερότητα για συστήματα διακριτού χρόνου. Ένα πλήρες μοντέλο ενός συστήματος ΨΕΣ εξετάζεται σε όλα τα στάδια τα οποία περιλαμβάνουν: δειγματοληψία, αναλογική σε ψηφιακή μετατροπή, ψηφιακή σε αναλογική μετατροπή καθώς και επεξεργασία σημάτων πραγματικού χρόνου. Θα εξεταστεί ο μετασχηματισμός Fourier διακριτών σημάτων, στην συνέχεια ο Διακριτός μετασχηματισμός Fourier και η χρήση του μετασχηματισμού Ζ. Στο τέλος θα μελετηθεί ο σχεδιασμός FIR και IIR φίλτρων και ο ταχύς μετασχηματισμός Fourier (FFT).

Στόχοι Μαθήματος

-

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

-

Περιεχόμενα

- Εισαγωγή στην Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος: Ιστορία της Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος, των εφαρμογών, των κατηγοριών ΨΕΣ και τη μεθοδολογία σχεδίασης συστημάτων. - Διακριτά σήματα και συστήματα: Σήματα, επεξεργασία σήματος, ακολουθίες διακριτών σημάτων, πράξεις διακριτών σημάτων, μέτρα σημάτων, γραμμικά, αμετάβλητα κατά τη μετατόπιση συστήματα, συνέλιξη, σταθερότητα, αιτιότητα και ψηφιακά φίλτρα - Μετασχηματισμός Fourier διακριτών σημάτων: Απόκριση συχνότητας, ιδιότητες απόκρισης συχνότητας, μετασχηματισμός Fourier διακριτών σημάτων, μέτρα συχνότητας, επεξεργασία σημάτων πραγματικού χρόνου, δειγματοληψία. - Μετασχηματισμός Z και DFT: Μετασχηματισμός Z, ιδιότητες μετασχηματισμού Ζ, σχέση μεταξύ μετασχηματισμού Ζ και μετασχηματισμού Laplace, γεωμετρικός υπολογισμός του μετασχηματισμού Fourier, αντίστροφος μετασχηματισμός Ζ, λύσεις εξισώσεων διαφοράς χρησιμοποιώντας το μετασχηματισμό Z, διακριτός μετασχηματισμός Fourier (DFT), ιδιότητες του DFT, συνέλιξη ακολουθιών, τμηματική συνέλιξη. - Ψηφιακά φίλτρα: Υλοποίηση ψηφιακών φίλτρων, φίλτρα FIR, τεχνικές σχεδιασμού για φίλτρα FIR, δειγματοληψία συχνότητας, βελτιστοποιημένα φίλτρα. - Φίλτρα IIR: Ιδιότητες των φίλτρων IIR, τεχνικές καθορισμού συντελεστών φίλτρων IIR, τεχνικές σχεδιασμού Αναλογικών Φίλτρων, μετασχηματισμοί συχνότητας, σύγκριση των φίλτρων FIR και IIR. - Ανάλυση φάσματος: Ταχύς μετασχηματισμός Fourier (FFT), ιδιότητες FFT, ταχύς υπολογισμός IDFT, ταχύς υπολογισμός γραμμικής συνέλιξης με FFT, ανάλυση αναλογικών σημάτων με FFT.