Главная

Предисловие

Цифровая обработка сигналов (ЦОС; английский термин – Digital Signal Processing, DSP) – это область знаний, которая занимается представлением дискретных во времени сигналов в виде последовательности чисел и обработкой этих сигналов. Алгоритмы цифровой обработки сигналов реализуются на разнообразных аппаратных системах, таких как персональные компьютеры, программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), цифровые сигнальные процессоры, микроконтроллеры и т.д.

Подробнее

Тема 1 - Введение в цифровую обработку сигналов.

Данная лекция является вводной. Начнем ее с рассмотрения того, чем занимается ЦОС, истории ее развития, введем понятие сигнала как физического явления и его упрощенной математической модели. Разберемся, чем отличаются аналоговые, дискретные и цифровые сигналы. Рассмотрим пространства сигналов, в которых сигналы представляются в виде векторов. Поговорим об элементарных импульсах (дельта-функция и функция включения). Подробнее разберемся с основами работы в системе MATLAB.


Тема 2 - Введение в спектральный анализ сигналов

На данной лекции рассмотрим предмет и задачи спектрального анализа сигналов. Дадим определение спектра сигнала. Запишем формулы для разложения периодического сигнала в ряд Фурье. Запишем формулы прямого и обратного преобразования Фурье, которые являются математической основой спектрального разложения аналоговых сигналов, и поговорим об их свойствах. 

Тема 3 - Спектральный анализ дискретных сигналов

На данной лекции поговорим о спектре дискретного сигнала и о специальном виде преобразования Фурье – дискретном преобразовании Фурье (ДПФ), специально предназначенном для работы с дискретными сигналами. Рассмотрим, какими способами можно ускорить вычисление дискретного преобразования Фурье – быстром преобразовании Фурье (БПФ). Разберем функции MATLAB, используемые для спектрального анализа дискретных сигналов.


Тема 4 - Аналоговые системы

На данной лекции разберемся с характеристиками аналоговых систем: импульсной и переходной характеристиками, комплексным коэффициентом передачи. Рассмотрим способы описания аналоговых систем. Рассмотрим функции MATLAB, применяемые для расчета линейных систем.


Тема 5 - Дискретные системы

На данной лекции рассмотрим, что представляют собой дискретные системы и обработка сигналов с помощью таких систем. Введем понятие дискретного фильтра. Перечислим способы описания дискретных систем. Рассмотрим отличия рекурсивных и нерекурсивных дискретных фильтров. Разберемся с формами реализации дискретных фильтров и функциями MATLAB для дискретной фильтрации. 


Тема 6 - Проектирование дискретных фильтров

На данной лекции рассмотрим методы, применяемые при проектировании дискретных (цифровых) фильтров. Получим представление о функциях синтеза дискретных фильтров MATLAB и инструменте проектирования фильтров FDATool.


Тема 7 - Эффекты квантования в цифровых системах

На предыдущих лекциях речь шла о дискретных сигналах и системах, поскольку отсчеты сигналов и коэффициенты фильтров считались представленными точно (без погрешностей). В данной лекции мы займемся именно цифровыми сигналами и системами, рассмотрев эффекты, возникающие вследствие конечной точности представления отсчетов сигналов и параметров систем в вычислительных устройствах. Мы рассмотрим основные источники погрешностей и познакомимся со средствами MATLAB, позволяющими производить квантование сигналов и анализировать эффекты квантования в алгоритмах цифровой обработки сигналов.


Тема 8 - Модуляция и демодуляция сигналов

На данной лекции рассмотрим понятие модуляции и демодуляции аналоговых сигналов и виды модуляции (амплитудную, угловую, квадратурную), а также функции MATLAB, применяемые для модуляции и демодуляции сигналов. 


Тема 9 - Цифровая модуляция

В настоящее время все большая часть информации, передаваемой по разнообразным каналам связи, существует в цифровом виде. Это означает, что передаче подлежит не непрерывный (аналоговый) модулирующий сигнал, а последовательность чисел (цифровой сигнал). На данной лекции рассмотрим методы модуляции, применяемые для передачи цифровой информации.


Тема 10 - Адаптивные фильтры

На данной лекции рассмотрим основы теории адаптивной фильтрации и примеры ее практического применения.