A3M38ZDS Zpracování a digitalizace analogových signálů

Atributy předmětu
Kód předmětu: 
A3M38ZDS
Název: 
Zpracování a digitalizace analogových signálů
Garant: 
Vedral J.
Vyučující: 
Holub J., Vedral J.
Kredity: 
6
Rozsah: 
2p+2l
Semestr: 
Z
Zakončení: 
Z,ZK
Typ: 
A
Etapa: 
M
Role: 
PO

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.

 

Podpora přednášek tohoto předmětu vznikla za podpory projektu OPPA.

Osnova přednášek

1.Operační zesilovače pro zpracování 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

 

Osnova cvičení

1.Úvod, program Multisim

2.Zesilovače napětí a proudu

3.Obvody odporových můstků

4.Obvody kapacitních snímačů

5.Obvody odporových snímačů teploty a termočlánků

6.Analogové filtry DP, HP, PP, PZ, universální filtr

7.Multiplexer, vzorkovací obvod

8.Logaritmické a exponenciální zesilovače, násobičky

9.Převodníky střední, efektivní a max. hodnoty

10.Převodníky U-f a delta sigma modulátor

11.Digitalizace a rekonstrukce signálů

12.Projekt - obvody úpravy signálů

13.Projekt - vzorkování a digitalizace

14.Vyhodnocení výsledků

 

Vzorové příklady

příklad 1

příklad 2

příklad 3

příklad 4

příklad 5

příklad 6

příklad 7

příklad 8

příklad 9

příklad 10

Zápočtový test z A3M38ZDS viz PDF 1 a PDF 2

Zadání samostatných prací viz PDF

Simulační program Multisim si můžete stáhnout s aktivní dobou 1. měsíce z webových stránek - NI.com

Další typické obvody pro zpracování a digitalizaci signálů jsou uvedeny např.na webových stránkách:  http://www.analog.comhttp://www.ti.comhttp://www.maxim-ic.com, http://www.linear.com

Harmonogram kontroly studia a hodnocení:

Testy v 6. a 12. týdnu z odpřednášené látky

dosažení max. 20 bodů v semestru

  1. zpracované lab. úlohy + projekt (8+2 bodů)
  2. napsání testů, kažný 5b (max. 10 bodů)

Požadavky ke zkoušce: viz PDF

Klasifikace zkoušky:

Test max. 80 bodů

Body získané za testy budou přičteny k bodovému hodnocení zkoušky.

Výsledné hodnocení:

 

Klasifikační stupeň ECTS

A

B

C

D

E

F

Bodové hodnocení

100-90

89-80

79-70

69-60

59-50

< 50

Slovně

výborně

velmi dobře

dobře

uspokojivě

dostatečně

nedostatečně

 

Literatura

1. Vedral, J., Fischer, J.: Elektronické obvody pro měřicí techniku, ČVUT,

Praha, 2004, ISBN 80-01-02966-2

2. Pallas Areny, Webster: Sensor and signal conditioning. John Wiley Sons, 2001,

ISBN 0-471-3323-1

3. Ripka, Tipek (ed): Moden Sensors Handbook, ISTE 2007, ISBN 978-1-905209-66-8

4. Regtien, P.P.L: Measurement Science for Engineers. Kogan Page Science, 2004, ISBN 1-9039-96589