ΤΔ601 - Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων (Θεωρία)

Σήμα διακριτού χρόνου. Θεμελιώδη σήματα διακριτού χρόνου, χαρακτηριστικά μεγέθη και πράξεις μεταξύ σημάτων. Συστήματα διακριτού χρόνου και συνάρτηση συστήματος. Ευσταθές, αιτιατό, χρονικά αμετάβλητο διακριτό σύστημα. Κρουστική απόκριση διακριτού συστήματος. Συνέλιξη στον διακριτό χρόνο. Εξισώσεις διαφορών και επίλυσή τους. Ο μετασχηματισμός DTFT και οι ιδιότητές του. Επίλυση εξισώσεων διαφορών με χρήση DTFT. Αντίστροφα συστήματα. Ιδανικά φίλτρα επιλογής συχνοτήτων. Μετασχηματισμός Ζ, ιδιότητες μετασχηματισμού και περιοχές σύγκλισης (ROC). Κλασματικές μορφές ΜΖ. Συνάρτηση μεταφοράς συστήματος. Ο διακριτός μετασχηματισμός DFT, οι ιδιότητές του και η υλοποίηση του FFΤ. Η κυκλική συνέλιξη και τρόποι υπολογισμού της. Υλοποίηση DFT μεγάλου μήκους. Σχεδίαση ψηφιακών φίλτρων IIR και FIR. Τεχνικές σχεδίασης IIR και FIR φίλτρων.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΑΞΗΣ: Φροντιστήριο

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ: Το εργαστηριακό τμήμα του μαθήματος περιλαμβάνει την εκτέλεση εργαστηριακών ασκήσεων για την καλύτερη κατανόηση και εμπέδωση των βασικών αρχών της ψηφιακής επεξεργασίας σημάτων. Περισσότερα 

1. Σήματα Διακριτού Χρόνου

Εισαγωγή, Διαφορές αναλογικής – ψηφιακής επεξεργασίας, Παραγωγή ψηφιακών σημάτων, Θεμελιώδη σήματα διακριτού χρόνου (ΣΔΧ), Περιοδικά ΣΔΧ, Συμμετρικά ΣΔΧ, Η έννοια της συχνότητας σε ένα ΣΔΧ

2. Σήματα Διακριτού Χρόνου

Μετασχηματισμοί της ανεξάρτητης μεταβλητής, Πράξεις σε ΣΔΧ, Ανάλυση ΣΔΧ σε μοναδιαίες ώσεις, Χαρακτηριστικά μεγέθη σημάτων

3. Συστήματα Διακριτού Χρόνου

Εισαγωγή στα συστήματα διακριτού χρόνου, Ταξινόμηση συστημάτων ΔΧ, Τεχνικές ανάλυσης ΓΑΚΜ συστημάτων (Μέθοδος συνέλιξης, Απευθείας επίλυση εξισώσεων διαφορών), Το θεώρημα της συνέλιξης, Οι ιδιότητες της συνέλιξης, Τρόποι υπολογισμού συνέλιξης

4. Συστήματα Διακριτού Χρόνου

Εξισώσεις διαφορών, Επίλυση εξισώσεων διαφορών με γραμμικούς συντελεστές, Ταξινόμηση συστημάτων ανάλογα με τον τύπο της κρουστικής απόκρισης

5. Μετασχηματισμός Fourier Διακριτού Χρόνου (DTFT)

Ορισμός DTFT, Ιδιότητες DTFT, Εφαρμογές DTFT (Υπολογισμός απόκρισης συχνότητας, Επίλυση εξισώσεων διαφορών, Αντίστροφα συστήματα)

6. Απόκριση Συχνότητας

Η έννοια της απόκρισης συχνότητας, Ιδιότητες της απόκρισης συχνότητας, Ψηφιακά φίλτρα, Ιδανικά φίλτρα επιλογής συχνοτήτων, Διασύνδεση ΓΑΚΜ συστημάτων (φίλτρων)

7. Μετατροπή Σήματος από Αναλογική Μορφή σε Ψηφιακή

Περιοδική και ομοιόμορφη δειγματοληψία, Κβαντισμός, Ομοιόμορφος κβαντισμός, Παράμετροι κβαντισμού, Κωδικοποίηση, Μετατροπή ψηφιακού σήματος σε αναλογικό

8. Μετασχηματισμός Ζ

Ορισμός μετασχηματισμού Ζ , Περιοχή σύγκλισης (ROC), Χρήσιμα ζεύγη μετασχηματισμού T, Ιδιότητες μετασχηματισμού Z

9. Μετασχηματισμός Ζ

Κλασματικές μορφές μετασχηματισμού Ζ, Πόλοι και μηδενικά, Επίδραση πόλων στη χρονική συμπεριφορά αιτιατών σημάτων, Συνάρτηση μεταφοράς ΓΑΚΜ συστημάτων

10. Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier (DFT)

Ορισμός DFT, Ιδιότητες DFT, Κυκλική μετατόπιση ΔΣΧ, Κυκλική συνέλιξη,  Κυκλική συνέλιξη έναντι γραμμικής

11. Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier (DFT)

Υπολογισμός γραμμικής συνέλιξης με DFT (Μέθοδος επικάλυψης – πρόσθεσης (overlap-add), Μέθοδος επικάλυψης – κράτησης (overlap-save)), Γρήγορος μετασχηματισμός Fourier (FFT)

12. Ψηφιακά Φίλτρα FIR

Εισαγωγή στα Ψηφιακά Φίλτρα, Έλεγχος απολαβής (κέρδους) φίλτρου, Φίλτρα ελάχιστης, μέγιστης, μικτής και γραμμικής φάσης, Ιδανικά φίλτρα επιλογής συχνοτήτων, FIR Φίλτρα, Περιγραφή FIR φίλτρων στα πεδία χρόνου και συχνότητας, Μέθοδοι Σχεδίαση FIR Φίλτρων (Μέθοδος Παραθύρων, Μέθοδος Δειγματοληψίας στη Συχνότητα, Μέθοδος Βέλτιστης Σχεδίασης (Ισοκυματική Μέθοδος)), Δομές FIR Φίλτρων (Ευθεία μορφή, Μορφή καταρράκτη, Μορφή πλέγματος (Lattice))

13. Ψηφιακά Φίλτρα IIR

Εισαγωγή στα Φίλτρα Άπειρης Κρουστικής Απόκρισης (IIR), Σχεδίαση IIR Φίλτρων (Γενική μέθοδος σχεδίασης IIR φίλτρων, Επιμέρους μέθοδοι σχεδίασης IIR φίλτρων), Πρότυπο βαθυπερατό αναλογικό φίλτρο (Butterworth, Chebyshev I και II, ελλειπτικό φίλτρο), Μέθοδοι Σχεδίασης IIR Φίλτρων (Αμετάβλητης Κρουστικής Απόκρισης, Διγραμμικού Μετασχηματισμού), Επίδραση Πεπερασμένου Μήκους Λέξης στην Ακρίβεια των Φίλτρων

Από το πρόγραμμα ΕΥΔΟΞΟΣ του Υπουργείου Παιδείας μπορείτε να επιλέξετε ένα από τα ακόλουθα συγγράμματα:

1. Βιβλίο [68402690]: Σήματα και Συστήματα με MATLAB (Συνεχούς και Διακριτού Χρόνου), Παρασκευάς Μιχάλης Λεπτομέρειες
2. Βιβλίο [32238]: Σήματα, συστήματα και ψηφιακή επεξεργασία σημάτων, Ασημάκης Νίκος Λεπτομέρειες
3. Βιβλίο [12273250]: Σήματα και Συστήματα, Oppenheim / Willsky / Nawab Λεπτομέρειες
4. Βιβλίο [5907]: Σήματα & Συστήματα με MATLAB, Παλαμίδης Αλ., Βελώνη Αν. Λεπτομέρειες

Παρακολουθείτε τις ανακοινώσεις της Γραμματείας για να ενημερωθείτε για την χρονική περίοδο κατά την οποία μπορείτε να επιλέξετε το σύγγραμμά σας.

Ελληνική

1. Α.Μάργαρης «Σήματα και Συστήματα Συνεχούς & Διακριτού Χρόνου», Εκδόσεις Τζιόλα, 2012.
2. Α.Αντωνίου, "Ψηφιακή επεξεργασία Σήματος", εκδόσεις Τζιόλα, 2009
3. Σ. Λουτρίδης, «Επεξεργασία Αναλογικών και Ψηφιακών Σημάτων», Εκδόσεις Τζιόλα, 2017.
4. Hayes Monson H., Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος, εκδόσεις Τζιόλα 2000.
5. Βασικές τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας σημάτων, Μουστακίδης Γεώργιος Β.  , Εκδόσεις Τζιόλα 2004.

Ξενόγλωσση

6. Chaparro, «Signals and Systems using MATLAB», Elsevier, 2011
7. Ingle, J.Proakis, "Digital Signal Processing using MATLAB", Bookware Companion Series

Δρ. Παρασκευάς Μιχάλης 

Επίκουρος Καθηγητής Τμήματος Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε. του ΤΕΙ Δυτικής Ελλάδας

email: mparask "at" teiwest.gr [για την αποστολή μηνύματος αντικαταστήστε το "at" με το @]

Προσοχή! Δεν θα απαντώνται μηνύματα φοιτητών, τα οποία:

- Δεν αποστέλλονται από τον λογαριασμό email που σας έχει δώσει το Τμήμα

- Δεν υπογράφονται με το ονοματεπώνυμο του φοιτητή/φοιτήτριας

- Είναι γραμμένα σε greeklish