Jelek és jelfeldolgozás

1. Előadás: A jelfeldolgozás alapjai, tipikus alkalmazási területei és eszközei Mi a jel? Információt hordozó, jellemzően fizikai/kémiai/biológiai mennyiség. Tipikus jelhordozók: villamos, elektromágneses, optikai, termikus, pneumatikus mennyiségek Mi a jelfeldolgozás? A jelhordozó fizikai mennyiség információorientált manipulációja. Alkalmazási példák bemutatása: Jelfeldolgozási séma bemutatása. Jelek osztályozása. Diszkrét és folytonos értékű, illetve idejű jelek, determinisztikus és sztochasztikus jelek. Szinuszos jelek, leírás komplex amplitúdóval.

2. Előadás: A hálózatelmélet alapjai: Áram-feszültség kapcsolat, Kirchoff törvény, Ohm törvény. Áramköri elemek bevezetése és leírása: ellenállás, források és generátorok. Kondenzátor, tekercs jellemzése.

3. Előadás: Rendszerek leírása blokkvázlattal, jelfolyam hálózattal. Jelátviteli hálózatok, átviteli tulajdonságok, konvolúció. Jelhordozók osztályozása. Szabályozás alapjai, a pozitív, negatív visszacsatolás. Stabilitás fogalma.

4. Előadás: Áramköri elemek jellemzése szinuszos gerjesztésre. Átviteli tényező. Periódikus jelek leírása - Fourier sor.

5. Előadás: Átviteli karakterisztika. Idő/Frekvenciatartomány értelmezése.

6. Előadás: Aperiódikus jelek leírása - Fourier transzformáció. Jelek spektruma.

7. Előadás: Átviteli rendszerek/szűrők jellemzése, az átviteli karakterisztika - amplitúdó és fáziskarakterisztika. Bode diagramm.

8. Előadás: DI jelek, Diszkrét idejű rendszerek felépítése

9. Előadás: Z transzformáció.

10. Előadás: DFT/DCT tulajdonságai, szivárgás, kerítés-effektus, ablakozás. Az FFT és értelmezése

11. Előadás: Analóg jelek diszkretizálása, mintavételezés, kvantálás. Alulmintavételezés / túlmintavételezés, diszkrét szimuláció, interpoláció/decimálás, Aliasing

12. Előadás: Analóg rendszerek diszkrét szimulációja, Jelfeldolgozási esettanulmányok: EKG jelek feldolgozása, hangfájl feldolgozása, képfájl feldolgozása.

13. Előadás: Digitális szűrők: Egyszerű átlagoló szűrő, FIR, IIR. Hang- és képfeldolgozás tipikus feladatai. A jelfeldolgozás, mint tömörítési eljárás, alapvető adattárolási formátumok.

14. Előadás: Pótalkalom

1. Gyakorlat: MATLAB ismertetése, változók, m.fájlok, symbolic toolbox, MATLAB, mint mérnöki platform és jelfeldolgozási eszköz, egyszerű szemléltetőpéldák bemutatása. Alapvető programozási struktúrák jelfeldolgozáshoz és alkalmazásuk.

2. Gyakorlat: Diszkrét/Analóg jelek kezelése, értelmezése. A jelekkel végezhető műveletek (eltolás, differenciálás, integrálás). Periodicitás.

3. Gyakorlat: Kirchoff, párhuzamos/soros kapcsolás. Feszültség/Áram. Terhelés.

4. Gyakorlat: Egyszerű egyenáramú áramkörök vizsgálata. Eszközök táplálása, tápegység, akkumulátor. Tápegység és fogyasztó közötti vezeték hosszának hatása. Áramkörök vizsgálata szinuszos gerjesztés mellett. RC, RL és RLC körök. Rezonancia.

5. Gyakorlat: Szinuszos jel átvitelének számítása.

6. Gyakorlat: Négyszög jel Fourier sora, amplitudó moduláció.

7. Gyakorlat: Bode-diagramm rajzolása, értelmezése. Frekvenciafüggés.

8. Gyakorlat: Szűrőtervezés MATLAB-ban, zajszűrés. Képfeldolgozás szűréssel

9. Gyakorlat: A z-traszformáció alkalmazása, egyszerű hálózatok z-transzformáltja és annak értelmezése

10. Gyakorlat: Egyszerű jelek FFT-je. Ablakozás hatása. Hangfájlok feldolgozása, Vízesés diagram.

11. Gyakorlat: Alulmintavételezés hatása.

12. Gyakorlat: Formátumok vizsgálata. Veszteséges tömörítések.

13. Gyakorlat: FI rendszer DI szimulációja. Jelfeldolgozási folyamat tervezése, paraméterek megválasztása konkrét feladathoz.

14. Gyakorlat:  Pótalkalom