Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος

Μαρία Ραγκούση

Περιγραφή Μαθήματος:

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα διαθέτει προηγμένες γνώσεις στο αντικείμενο της Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος, με βάση τις οποίες θα είναι σε θέση να:

  • Περιγράφει με διαγράμματα βαθμίδων τις βασικές και τις ειδικές διεργασίες της Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος
  • Επιλέγει την κατάλληλη μεταξύ των εναλλακτικών περιγραφών ψηφιακού συστήματος, με βάση το πρόβλημα που αντιμετωπίζει.
  • Κάνει φασματική ανάλυση σημάτων και συστημάτων χρησιμοποιώντας εργαλεία προσομοίωσης ψηφιακών συστημάτων για τον υπολογισμό της εξόδου.
  • Ερμηνεύει τα αποτελέσματα της φασματικής ανάλυσης ψηφιακών σημάτων και συστημάτων, ώστε να προχωρά σε χαρακτηρισμό και κατηγοριοποίησή τους.
  • Αναλύει προβλήματα επεξεργασίας σήματος σε ρεαλιστικά σενάρια εφαρμογών (επεξεργασία οπτικοακουστικού σήματος, βιοϊατρικών σημάτων, τηλεπικοινωνιακών σημάτων) και συνθέτει λύσεις (σχεδιάζει ψηφιακά συστήματα) με βάση τις διδαχθείσες προσεγγίσεις.
  • Συνεργάζεται σε ομάδα για την ολοκληρωμένη αντιμετώπιση (ανάλυση - σύνθεση) σύνθετου προβλήματος ψηφιακής επεξεργασίας σήματος, την κριτική αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων και τη λήψη αποφάσεων προς υλοποίηση.

Λέξεις Κλειδιά: Σήματα και συστήματα διακριτού χρόνου, (αυτο-) συσχέτιση, κρουστική απόκριση πεπερασμένης / άπειρης διάρκειας, ψηφιακά φίλτρα, κανονική μορφή Ι και ΙΙ, Discrete Fourier Transform, Fast Fourier Transform, φασματική ανάλυση.


Κωδικός: ENGI117
Σχολή - Τμήμα: ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.- DEPARTMENT OF ELECTRONICS ENGINEERING » Προπτυχιακό
Πρόσβαση στο μάθημα: Ελεύθερη (χωρίς εγγραφή)
Χρήστες: 2 εγγεγραμμένοι
Βιβλιογραφική αναφορά μαθήματος
CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Όχι Παράγωγα Έργα
CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Όχι Παράγωγα Έργα

Θεματικές Ενότητες

Στην ενότητα αυτή θα γίνει μια περιγραφή της κάρτας TMS320C5505 eZdsp™ και μια παρουσίαση των χαρακτηριστικών της και του τρόπου σύνδεσης της με τον Η/Υ καθώς και με διατάξεις εισόδου / εξόδου ακουστικού σήματος.

Στην ενότητα αυτή θα γίνει μια περιγραφή του επεξεργαστή (DSP) TMS320C5505 και μια παρουσίαση των χαρακτηριστικών του. Ο επεξεργαστής TMS320C5505 χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές Ψηφιακής Επεξεργασίας Σημάτων, με κυριότερες τις εξής:

  • Ασύρματες ακουστικές διατάξεις (ακουστικά κεφαλής, μικρόφωνα, σετ   μικροφώνου-ακουστικών)
  • Ακουστικά κεφαλής με ακύρωση ηχούς
  • Εφαρμογές Επεξεργασίας Φωνής
  • Φορητές Ιατρικές Συσκευές
  • Βιομηχανικός Έλεγχος Διεργασιών
  • Βιομετρικά Συστήματα Δακτυλικού Αποτυπώματος
  • Software Radio

Στο εργαστήριο θα ασχοληθούμε κυρίως με εφαρμογές των τριών πρώτων κατηγοριών.

Στην ενότητα αυτή θα παρουσιαστεί ο τρόπος με τον οποίο μπορούμε να εισάγουμε και να εκτελέσουμε προγράμματα στο CodeComposerStudiov.4

Στην ενότητα αυτή θα γίνει μια παρουσίαση των φαινομένων της ηχούς και της αντήχησης μαζί με την παρουσίαση ψηφιακών συστημάτων παραγωγής των φαινομένων αυτών.

Ένας επεξεργαστής DSP μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή ημιτονικών κυμάτων. Τα ακουστικά ημιτονικά κύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για:

  • Την παραγωγή μουσικών τόνων και σύνθετων κυματομορφών.
  • Την παραγωγή διαφορετικού τόνου για κάθε πλήκτρο, στα τηλέφωνα τεχνολογίας τόνων (DTMF).
  • Τη διαμόρφωση άλλων ηχητικών σημάτων, για ειδικά αποτελέσματα (π.χ. «εξωγήινες» φωνές).
  • Τη δημιουργία διαφόρων ηχητικών εφέ (chorus /phasing/ flanging).

Στην ενότητα αυτή θα μιλήσουμε για:

  • Απλά και σύνθετα ημιτονικά σήματα.
  • Παραγωγή ημιτονικών σημάτων από υπολογιστή.
  • Παραγωγή ηιτόνου με χρήση της βιβλιοθήκης DSPLIBτης Τ.Ι.

Εισαγωγή στο Πειραματικό μέρος της ενότητας

Στην ενότητα αυτή, μέσω ενός πειράματος θα γίνει:

  • Κατανόηση της λειτουργίας των τηλεφωνικών συσκευών τεχνολογίας DTMF,
  • Παραγωγή συγκεκριμένου ζεύγους ημιτόνων χρησιμοποιώντας γεννήτριες ημιτονικού κύματος,
  • Παραγωγή όλης της ακολουθίας τόνων ενός τηλεφωνικού αριθμού,
  • Παραγωγή των τόνων DTMF χρησιμοποιώντας τον επεξεργαστήTMS320C5505 USBStick της TexasInstruments και ακρόαση των αποτελεσμάτων στα ακουστικά/ηχεία του υπολογιστή.

Στην ενότητα αυτή θα γίνει:

  • Μια εισαγωγή στα ψηφιακά φίλτρα τύπου κτένας με παρουσίαση των κυρίων λειτουργιών τους.
  • Παρουσίαση Αναλογικών και Ψηφιακών Μονάδων Χρονοκαθυστέρησης του Σήματος.
  • Θα παρουσιαστούν και θα αναλυθούν απλά παραδείγματα φίλτρων κτένας.
  • Στο εργαστηριακό κομμάτι, θα μελετήσουμε την υλοποίηση των φίλτρων κτένας.

Στην ενότητα αυτή θα μελετήσουμε:

  • Τη σχέση μεταξύ εισόδου - εξόδου (εξίσωση διαφορών) και τη συνάρτηση μεταφοράς.
  • Ιδανικά και πραγματικά φίλτρα και τον ρόλο του παραθύρου (window).
  • Στο πειραματικό μέρος την υλοποίηση FIRφίλτρων.

Στην ενότητα αυτή θα μελετήσουμε τη σχεδίαση ψηφιακών φίλτρων άπειρης κρουστικής απόκρισης. Ιδιαίτερα θα δούμε:

  • Τη σχέση εισόδου - εξόδου (την εξίσωση διαφορών) και τη συνάρτηση μεταφοράς.
  • Τη σχεδίαση ψηφιακών IIR φίλτρων μέσω διγραμμικού μετασχηματισμού.
  • Την εργαστηριακή υλοποίηση IIR φίλτρων.

Στην ενότητα αυτή, μέσω ενός πειράματος θα γίνει:

  • Κατανόηση της διαμόρφωσης πλάτους ακουστικού σήματος (ringmodulation).
  • Κωδικοποίηση της διαμόρφωσης σε γλώσσα C και εφαρμογή στην αλλοίωση φωνής, για παραγωγή του ακουστικού εφέ των «εξωγήινων» φωνών (alienvoicesgeneration)].
  • Χρήση του μικροφώνου που είναι συνδεδεμένο με τοTexasInstrumentsTMS320C5505 USBStick για εισαγωγή της φυσικής φωνής και χρήση των ακουστικών ή των ηχείων του υπολογιστή για την αναπαραγωγή της αλλοιωμένης φωνής.

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A-
Μεταδεδομένα μαθήματος
Αριθμός Επισκέψεων: 0
Αριθμός Προβολών: 0

Ημερολόγιο

Ανακοινώσεις

  • - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -