Zpracování a digitalizace analogových signálů

B181 - Zimní 18/19

Zpracování a digitalizace analogových signálů - A3M38ZDS

Kredity 6
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2L
Anotace
Předmět seznamuje studenty s metodami zpracování a digitalizace spojitých signálů. Důraz je kladen na metody, umožňující dosažení vysoké přesnosti přenosu a potlačení rušivých signálů. Laboratorní výuka je koncipována zčásti formou klasických úloh, zčásti formou samostatných realizačních úloh v oblasti lineárního a nelineární zpracování signálu, jeho filtrace a digitalizace. Výuka je podporována počítačovým návrhem a simulací měřicích obvodů. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A3M38ZDS
Cíle studia
Získat znalosti v oboru zpracování měřicích signálů z typických snímačů fyzikálních veličin včetně jejich digitalizace a rekonstrukce
Osnovy přednášek
1. Operační zesilovače pro úpravu signálů, teorie zpětné vazby
2. Zesilovače napětí, proudu, integrační, nábojové, rozdílové, přístrojové zesilovače
3. Zpracování signálů odporových, kapacitních a induktivních snímačů, synchronní detekce
4. Zpracování signálů odporových, termočlánkových a polovodičových snímačů teploty
5. Metody nelineárního zpracování signálů, komprese a expanze signálů
6. Zpracování neharmonických signálů, převodníky střední, efektivní a maximální hodnoty
7. Filtrace signálů, analogové a spínané filtry, návrh a užití
8. Spínání a vzorkování analogových signálů, referenční zdroje napětí
9. Digitalizace rychlých signálů, vzorkování, kvantování, paralelní, kaskádní, aproximační A/Č převodníky
10. Digitalizace signálů s vysokou rozlišitelností, integrační a delta sigma A/Č převodníky, rozmítání signálu
11. Spektrální analýza periodických a neperiodických signálů, okénkování^
12. Rekonstrukce spojitých signálů, přímá číslicová syntéza
13. Testování digitalizátorů v časové, kmitočtové a amplitudové oblasti
14. Technika obvodového návrhu A/Č systémů, zemnění, stínění, potlačení šumu
Osnovy cvičení
1. Úvod, program Multisim
2. Obvody odporových můstků
3. Obvody kapacitních snímačů
4. Obvody odporových snímačů teploty
5. Obvody termočlánků
6. Analogové filtry
7. Integrační převodníky
8. Digitalizace signálů
9. Rekonstrukce signálů
10. Projekt - systém sběru dat, specifikace
11. Projekt - obvody úpravy signálů
12. Projekt - vzorkování a digitalizace
13. Projekt - ověření parametrů
14. Vyhodnocení výsledků
Literatura
1. Vedral, Svatoš: Zpracování a digitalizace analogových signálů v měřicí technice. Česká technika 2018. ISBN: 978-80-01-06424-5
2.Vedral, Svatoš: Analog signal processing and digitization. Česká technika 2010. ISBN:978-80-01-06717-8
3. Pallas Areny, Webster: Sensor and signal conditioning. John Wiley Sons, 2001, ISBN 0-471-3323-1
Požadavky
Základy teorie obvodů a elektroniky