A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
—
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Digitális szűrők
Digital Filters
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIMIM278 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
DR. Sujbert László
beosztás: egyetemi docens
elérhetőség:
sujbert.laszlo@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
—
|
||||||||||||
| Kar | |||||||||||||
| Tantárgy weboldala | http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimim278/ | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
Digitális szűrési feladatok. A digitális szűrés helye, szerepe információfeldolgozó rendszerekben. Analóg és digitális szűrők összevetése.
Analízis- és szintézismódszerek. Amplitúdó- és fáziskarakterisztika meghatározása analitikus és numerikus úton. Érzékenységvizsgálat. Zajelemzés. Lineáris hálózatok szintézise. Folytonos átviteli függvények diszkretizálása. Gyakorlat: MATLAB-támogatás bemutatása.
IIR szűrők tervezése. Klasszikus approximációtípusok: Butterworth-, Csebisev-, inverz Csebisev-, Cauer-approximáció. Frekvenciatranszformációk. Tervezés a legkisebb négyzetek módszerével. Tervezés az időtartományban. A fokszám becslése. Gyakorlat: MATLAB-támogatás bemutatása.
FIR-szűrők tervezése. Lineáris fázisú FIR-szűrők szerepe. A karakterisztika és az impulzusválasz tulajdonságainak összefüggése. Tervezés frekvencia-mintavételezéssel. Tervezés ablakozással. Tervezés Remes-algoritmussal. A fokszám becslése. Gyakorlat: MATLAB-támogatás bemutatása.
Különleges digitális szűrők. Hilbert-transzformátorok, Gauss-szűrők. Nemlineáris szűrők, mediánszűrők. Gyakorlat: MATLAB-támogatás bemutatása.
Megvalósítási lehetőségek. A digitális megvalósítás problémái: kvantálás, túlcsordulás, instabilitás, határciklusok, zaj. Digitális szűrés általános processzorokban és jelfeldolgozó processzorokban. Számításigény. A jelfeldolgozó processzorok adta támogatás bemutatása. Programszervezés. Hatékony off-line és on-line eljárások. Gyakorlat: DSP-támogatás bemutatása.
FIR-szűrők megvalósítása. A transzverzális struktúra. Gyors konvolúción alapuló algoritmusok, transzformált tartománybeli szűrés. Gyakorlat: MATLAB- és DSP-támogatás bemutatása.
IIR-szűrők megvalósítása. A direkt struktúra. Az átviteli függvény felbontása másodfokú alaptagokra: kaszkád és párhuzamos struktúra. Az alaptagok sorrendjének meghatározása. Lattice-struktúrák. Hullámdigitális szűrők. Rezonátoros szűrők. Gyakorlat: MATLAB- és DSP-támogatás bemutatása.
A tantárgy időinvariáns, lineáris diszkrét idejű szűrők analízisével, tervezésével és megvalósításával foglalkozik. A digitális szűrők alkalmazása nagyon sok elméleti és gyakorlati részletkérdés ismeretét igényli, amelyre más jelfeldolgozási kurzusok nem vállalkozhatnak. A tárgy célja, hogy időkeretéhez képest a témakör legrészletesebb bemutatását adja a matematikai alapoktól a programozási módszerekig. Bár a digitális szűrők megismeréséhez elengedhetetlen az elmélet alapos áttekintése, cél a gyakorlati életben is használható tudás átadása. Ennek érdekében a tematika részét képezi az analízis és a szintézis MATLAB-szintű támogatásának bemutatása, valamint a megvalósítás jelfeldolgozó processzor alapú támogatásának megismertetése.
A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatóktól elvárható, hogy tisztában legyenek az időinvariáns digitális szűrők alkalmazásának lehetőségeivel; képesek legyenek adott átviteli függvénnyel jellemzett szűrő teljes körű analízisére; ismerjék a véges és végtelen impulzusválaszú szűrők tervezésének legfontosabb módszereit. Az elméleti ismeretek birtokában magas szinten használják az analízisre és szintézisre rendelkezésre álló szoftvertámogatást (MATLAB-függvényeket); eligazodjanak a realizációra alkalmas struktúrák között, és néhányat ismerjenek is. A kurzust eredményesen elvégző hallgatók képesek lesznek adott szűrőstruktúra adott hardveren, különösen jelfeldolgozó processzoron történő megvalósítására.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
Heti 2 óra előadás, 1 óra gyakorlat.
Tanulástámogató anyagok
Online források
Simonyi Ernő, "Digitális szűrők. A digitális jelfeldolgozás alapjai", Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984.; Parks, T. W., C. S. Burrus, "Digital Filter Design", John Wiley & Sons, New York, etc. 1987.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Jelfeldolgozás
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Jelfeldolgozás
Általános szabályok
Követelmények:
A szorgalmi időszakban: 1 házi feladat teljesítése. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga.
Elővizsga: nincs
Pótlási lehetőségek:
A házi feladat pótlólag a pótlási héten is beadható.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Nincs megadva.
Ajánlott tantárgyak
Nincs megadva.
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.