Курс «Цифровая обработка сигналов»

Описание

В курсе разбираются базовые понятия цифровой обработки сигналов: аналого-цифровое преобразование (АЦП), цифро-аналоговое преобразование (ЦАП), спектральный анализ и преобразование Фурье, понятия о линейных системах и фильтрации. Также приведены начальные знания для проектирования и построения цифровых фильтров, реализации многоскоростной обработки сигналов.

Каждый раздел курса содержит краткие теоретические сведения, практические примеры и задания для самостоятельного выполнения.

Требования к уровню знаний: прохождение курса «Введение в Engee».

Общее время прохождения курса: ~4 часа.

Получение или обновление материалов курса.

Для получения или обновления материалов курса выполните в терминале Engee или в кодовой ячейке интерактивного скрипта следующий код:

if isdir("/user/start/courses/engee-dsp-course")
	rm("/user/start/courses/engee-dsp-course";force = true, recursive = true)
end
run(`git clone https://git.engee.com/learn-engee/courses/engee-dsp-course.git /user/start/courses/engee-dsp-course`)

После получения курс будет находиться в папке start/courses/engee-dsp-course.

Программа курса

Введение в цифровую обработку сигналов.

Изучаются понятие сигнала, шума и помехи, применение и основные задачи цифровой обработки сигналов, создание аккорда (суммы дискретных синусоидальных сигналов) в Engee, теорема Котельникова.

Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

Изучаются назначение, принцип работы, характеристики аналого-цифровых преобразователей, квантование сигнала в Engee, назначение и принцип работы цифро-аналоговых преобразователей.

Случайные процессы и шумы.

Изучаются понятие шума, случайный процесс и его характеристики, аддитивный белый гауссовский шум и его характеристики.

Спектральное представление цифровых сигналов.

Изучаются частотное представление сигнала, прямое и обратное преобразование Фурье, быстрое преобразование Фурье, оконные функции, оконное преобразование Фурье, спектрограмма.

Параметрические и непараметрические методы спектрального анализа.

Изучаются непараметрические методы спектрального анализа (периодограмма, метод Уэлча), дается общее представление о параметрических методах спектрального анализа (авторегрессионная модель, метод MUSIC).

Корреляция и свертка.

Изучаются корреляционная функция, дискретная свертка, применение свертки.

Линейные стационарные системы.

Изучаются понятие линейной стационарной системы, способы описания линейных систем (разностное уравнение, импульсная характеристика, передаточная функция, руль-полюсная диаграмма), амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики, линейная стационарная система как фильтр.

Цифровые фильтры.

Изучаются задачи цифровой фильтрации, осреднение сигнала как частный случай фильтрации, параметры и типы цифровых фильтров, спецификация фильтра, этапы проектирования цифрового фильтра.

Синтез цифровых фильтров.

Изучаются преимущества, недостатки и синтез КИХ- и БИХ-фильтров, синтез цифрового фильтра в Engee.

Цифровая модуляция.

Изучаются понятие модуляции и манипуляции, амплитудная, фазовая, частотная и квадратурная манипуляции.

Многоскоростные системы.

Изучаются понятие многоскоростных систем, понижение и повышение частоты дискретизации в целое число раз, проблемы, возникающие при изменении частоты дискретизации, изменение частоты дискретизации в дробное число раз.