Реферат: Цифровая фильтрация

Наименование дисциплины: Цифровая фильтрация

Направление подготовки: 011800 Радиофизика

Профиль подготовки: Телекоммуникационные системы и технологии

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Авторы: д-р техн.наук, доцент, доцент кафедры динамики электронных систем А.Л.Приоров, ассистент кафедры динамики электронных систем В.А.Волохов











1. Целями освоения дисциплины «Цифровая фильтрация» являются:

-изучение теории и методов синтеза цифровых фильтров, используемых в области радиофизики;

-изучение математического аппарата аппроксимации рациональных полиномов в комплексной плоскости;

-изучение спектральной теории дискретных и цифровых сигналов;

-изучение теории дискретных и цифровых фильтров и банков фильтров.

Дисциплина «Цифровая фильтрация» должна обеспечивать формирование знаний и умений будущих специалистов в области радиофизики, а также, создавать необходимую базу для успешного овладения последующими дисциплинами учебного плана. Она должна способствовать развитию творческих способностей студентов, умению формулировать и решать задачи изучаемой специальности, умению творчески применять и самостоятельно повышать свои знания. Эти цели достигаются на основе фундаментализации, интенсификации и индивидуализации процесса обучения путем внедрения и эффективного использования достижений радиофизики. В результате изучения дисциплины у студентов должны сформироваться знания, умения и навыки, позволяющие проводить самостоятельное проектирование и анализ цифровых устройств (фильтров, банков фильтров и т.п.), рассматриваемых в области радиофизики.

Основными задачами изучения дисциплины «Цифровая фильтрация» являются:

-ознакомление с общими вопросами проектирования и анализа цифровых устройств (фильтров, банков фильтров и т.п.);

-формирование знаний синтеза цифровых КИХ- и БИХ-фильтров;

-ознакомление с основами построения банков фильтров и их классификацией;

-формирование знаний построения адаптивных систем и их применения в области радиофизики.

«Цифровая фильтрация» является дисциплиной, в которой студенты изучают элементы проектирования и анализа цифровых устройств (фильтров, банков фильтров и т.п.), рассматриваемых в области радиофизики. Изучая эту дисциплину, студенты знакомятся с вопросами синтеза цифровых КИХ- и БИХ-фильтров, проектирования банков фильтров и адаптивных систем. Приобретенные студентами знания и навыки необходимы как для грамотного анализа, так и для проектирования цифровых устройств (фильтров, банков фильтров и т.п.), рассматриваемых в области радиофизики.


2. Дисциплина «Цифровая фильтрация» является одной из дисциплин по выбору профессионального цикла Б3. учебного плана подготовки бакалавра по направлению Радиофизика. Для успешного изучения курса студенты должны обладать способностью к грамотной письменной и устной коммуникации на русском языке (ОК-1); обладать способностью к самостоятельному приобретению новых знаний, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК-10).

Для изучения дисциплины требуется знание основ теории сигналов и теории цепей непрерывного и дискретного времени, изучаемых в дисциплинах «Аналоговые цепи и сигналы», «Цифровые цепи и сигналы» и «Динамика цифровых колебательных систем». Формируемые навыки в ходе освоения курса «Цифровая фильтрация» на этапах дальнейшего обучения могут являться средством выполнения инженерных и научных работ. Следует отметить динамику постоянного совершенствования цифровых устройств, что требует от процесса преподавания постоянной доработки и переработки некоторых разделов.

В свою очередь данный курс, помимо самостоятельного значения, является вспомогательной дисциплиной для ряда других дисциплин, связанных с процессом проектирования и анализа цифровых устройств: «Основы многоканальной передачи информации», «Дискретные системы фазовой синхронизации», «Цифровой спектральный анализ».


3. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:


Знать:

-основы теории аппроксимации рациональных полиномов в комплексной плоскости ;

-современную методологию анализа-синтеза цифровых КИХ- и БИХ-фильтров ;

-основы проектирования и анализа банков фильтров различных типов .



Уметь:

-рассчитывать частотные и временные характеристики дискретных цепей произвольных порядков ;

-оценивать влияние эффектов квантования на характеристики цифровых КИХ- и БИХ-фильтров ;

-синтезировать цифровые КИХ- и БИХ-фильтры по заданным требованиям в частотной области .



Владеть:

навыками проектирования, анализа и компьютерного моделирования цифровых устройств (фильтров, банков фильтров и т.п.), рассматриваемых в области радиофизики .


4. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.


5. Содержание дисциплины:


№ п/п

Раздел дисциплины

1

Общие вопросы цифровой обработки сигналов

2

Математический аппарат

3

Синтез цифровых КИХ-фильтров

4

Синтез цифровых БИХ-фильтров

5

Банки фильтров

6

Адаптивные цифровые фильтры



6.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

1.Брюханов Ю.А., Приоров А.Л. Цифровые фильтры: учеб. пособие. - Ярославль: ЯрГУ, 2002.

2.Брюханов Ю.А. Цифровые цепи и сигналы: учеб. пособие. 2-е изд. - Ярославль: ЯрГУ, 2005.

3.Тараканов А.Н., Хрящев В.В., Приоров А.Л. Адаптивная цифровая обработка сигналов: учеб. пособие. - Ярославль: ЯрГУ, 2001.


б) дополнительная литература:

1.Брюханов Ю.А. Лабораторный практикум по курсу «Цифровые цепи и сигналы»: учеб. пособие. 2-е изд. - Ярославль: ЯрГУ, 2007.

2.Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 2005.

3.Основы цифровой обработки сигналов: Курс лекций / Авторы: А.И. Солонина, Д.А. Улахович, С.М. Арбузов, Е.Б. Соловьева, И.И. Гук. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005.

4.Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: учеб. пособие. - М.: Радио и связь, 1990.

5.Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1978.


в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

1.Компьютерные программы для моделирования цифровых устройств (фильтров, банков фильтров и т.п.).

2.Базы тестовых заданий для текущего и промежуточного оценивания знаний студентов в сети Internet.