Signaalien digitaalinen käsittelyLaajuus (3 op)

Osaamistavoitteet

Kurssin suoritettuaan opiskelija ymmärtää digitaalisen signaalin käsittelyn perusteet. Opiskelija tuntee digitaalisen signaalin käsittelyn yleisimmät operaatiot. Opiskelija ymmärtää näytteistyksen tärkeyden ja sen tärkeimmät ominaisuudet alipäästö- ja kaistanpäästösignaaleille. Uudelleenmuodostus esitellään myös.

Opiskelija ymmärtää lineaarisen kvantisoinnin perusteet ja käsitteen signaali/kvantisointi kohina-suhde. Lineaarinen aikamuuttumaton järjestelmä, differenssiyhtälö, impulssivaste ja diskreettikonvoluutio esitellään sekä stabiilisuuden ja taajuusvasteen käsitteet.

Opiskelija pystyy soveltamaan näitä käsitteitä lineaarisen digitaalisen suodattimen toteutukseen (IIR ja FIR). Z-muunnos esitellään ja sitä myös käytetään.

Sisältö

1. Aika ja taajuus taso
2. Analoginen ja digitaalinen signaali
3. Kertominen/Konvoluutio
4. Yhtenäinen näytteistys, Shannon.
5. Päästökaista signaalin tapaus
6. Näytteistyksen virhe, vasta-laskostumis suodatin
7. Lineaari kvantisointi, SQNR.
8. Digitaaliset sekvenssit
9. Lineaariset aikamuuttumattomat järjestelmät, impulssivaste, differenssiyhtälöt, konvoluutio
10. Aika tason vaste
11. Taajuus vaste
12. Stabiilisuus kriteerit
13. Z muunnos, siirtofunktio H(z), ominaisuudet
14. Digitaalinen suodatus
15. FIR and IIR toteutukset, perusmenetelmä toteutukseen
16. Monimutkaisuus

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

1. Opiskelija pystyy selittämään näytteistyksen toiminnan periaatteen
2. Opiskelija pystyy toteuttamaan yksikertaisen vasta-laskostumis suodattimen
3. Opiskelija pystyy analysoimaan alipäästö signaalin näytteistyksen ominaisuudet
4. Opiskelija kykenee määrittelemään A/D-muunnoksen resoluution huomioiden signaali/kvantisointi kohina-suhde vaatimuksen
5. Opiskelija pystyy tekemään differenssiyhtälön annetusta lineaarisesta aikamuuttumattoman järjestelmän lohkokaaviosta
6. Opiskelija pystyy selvittämään aikataso vasteen, stabiilisuus kriteerit ja taajuusvasteen

Arviointikriteerit, hyvä (3)

1. Tyydyttävän (1) arvosanan arviointikriteerit
2. Opiskelija pystyy saamaan impulssi vasteen h(n) kun annettuna on joko differenssiyhtälö tai (ja) Z muunnos yhtälö
3. Opiskelija pystyy määrittelemään stabiilisuus kriteerit H(z):lle
4. Opiskelija pystyy määrittelemään LTI järjestelmän taajuusvasteen sen H(z):sta ja päinvastoin
5. Opiskelija pystyy analysoimaan (aika, taajuus ja Z tasolla) IIR ja FIR:n peruskonfiguraatiot

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

1. Tyydyttävän (1) arvosanan arviointikriteerit
2. Hyvän (3) arvosanan arviointikriteerit
3. Opiskelija osaa käyttää impulssivaste menetelmää perus digitaalisen suodattimen konfiguroinnin suunnitteluun
4. Opiskelija pystyy vertailemaan erilaisia toteutus menetelmiä signaalivasteen, toteutuksen monimutkaisuuden ja muiden vastaavien seikkojen suhteen
5. Opiskelija pystyy suunnittelemaan yksinkertaisen analogisen suodattimen muunnoksen digitaaliseksi, kun hänelle on annettu tarvittavat vaatimukset