autumn
2020
STE-2601 Digital signalbehandling - 5 stp
Admission requirements
Generell studiekompetanse og Matematikk R1+R2 og Fysikk 1. Søknadskode: 9391 for enkeltemner i ingeniørfag; 5198 for enkeltemner i ingeniør, nettbasert.
Anbefalte forkunnskapskrav: Fysikk,Kjemi, Matematikk 1, Matematikk 2, Beregningsorientert programmering og statistikk, Programmering i C ++, Python eller alternativt høynivåspråk.
Course content
Faget gir en innføring i diskret tidssekvenser/digitale signaler samplet fra tidskontinuerlige signaler, hvordan disse kan analyseres ved hjelp av en diskret fouriertransform (DFT) og filtreres ved hjelp av et FIR filter. Grunnlaget legges med en gjennomgang av grunnleggende operatorer og sekvenser, periodisk sampling, diskret systemer, egenskaper ved lineære tids-invariante (LTI) systemer og kvantisering. Dette legge grunnlaget for del 2 hvor man studere anvendte teknikker som diskret fouriertransform (DFT), fast fouriertransform (FFT) algoritmer, frekvensrespons, filterdesign av finite impulse response (FIR) filtre og infinite impulse response (IIR) filtre, og endring av samplingsrate (desimasjon og interpolasjon).Recommended prerequisites
IGR1518 Matematikk 1 (3-semester), IGR1600 Matematikk 1, IGR1602 Beregningsorientert programmering og statistikk, IGR1603 Fysikk/Kjemi, TEK-1500 Beregningsorientert programmering, TEK-1501 Statistikk, TEK-1504 Fysikk, TEK-1505 Kjemi, TEK-1507 Matematikk 1, TEK-1510 Matematikk 1 (3-semester)Objective of the course
Kunnskaper
Studenten skal kunne:
- forstå prinsippene og anvendelsen av teknikkene for analog til digital konvertering
- bruke og forstå operatorer, og analysere diskret sekvenser og diskret systemer
- undersøke egenskapene til diskret systemer, forstå LTI systemer og finne deres korresponderende impulsrespons
- forstå og analysere effekter av aliasing, vite hvilke hensyn som må tas ved periodisk sampling, sjekke Nyquist-kriteriet, og utføre endringer i samplingsrate ved bruk av desimasjon og interpolasjon
- forstå kvantiserings- og kodeprosesser for å få bit fra sampler
- forstå opphavet til kvantiseringsstøy
- forstå forskjellen mellom fouriertransform, diskret fouriertransform og fast fouriertransform, og forstå de viktigste egenskapene til disse transformasjonene
- forstå de grunnleggende teknikkene for design av FIR filtre
- forstå prinsippene til de mest brukte FIR filtrene, karakteristikken til IIR filtre, og forskjellene mellom FIR og IIR
Ferdigheter
Studenten skal kunne:
- beregne det matematiske uttrykket for diskret tidssekvenser, og skissere og bearbeide diskret tidssekvenser ved bruk av grunnleggende operasjoner
- finne det generelle uttrykket og beregne utgangssekvensen fra diskret systemer som en funksjon av inngangssekvensen.
- beregne konvolusjonen av to sekvenser enten grafisk eller matematisk
- skissere digitale signaler i frekvensdomenet (spektrum)
- beregne diskret fouriertransform (DFT) av et diskret tidssignal både på kartesisk (reell og imaginær del) og på polar form (magnitude and fase)
- beregne parametre relatert til kvantiserings- og kodeprosesser (antall bit, kvantiseringsnivåer, SNR, kvantiseringsfeil) som karakteriserer et A/D system
- designe et FIR filter ved bruk av relevante verktøy
Generell kompetanse
Studenten skal kunne:
- forstå prosessen for å generere digitale/diskret tidssignaler (en sekvens av bits) fra analoge/kontinuerlige tidssignaler, og problemer som kan oppstå i de forskjellige stegene
- forstå aliasing på grunn av periodisk sampling, klipping ved kvantisering, og teknikker for å løse disse problemene
- analysere og bearbeide signaler i både tids og frekvens domene ved bruk av forskjellige egenskaper og generelle metoder (fouriertransform)
- designe et FIR filter
Assessment
Arbeidskrav:
Godkjente innleveringer
Eksamen og vurdering:
Vektingen av sluttkarakter:
- Innleveringer: 30%
- Skriftlig Eksamen: 70%
Det gis kontinuasjonsadgang for studenter som ikke har bestått siste ordinære arrangerte skriftlige eksamener i dette emnet, dersom innleveringene er godkjente. Det gis ikke kontinuasjonsadgang på innleveringene i emnet.