Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2021/2022

Modulované signály

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky angličtina
Kód 450-4002/02
Zkratka MoSi
Název předmětu česky Modulované signály
Název předmětu anglicky Modulated Signals
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství
Garant předmětu Ing. Zdeněk Macháček, Ph.D.

Osnova předmětu

Přednášky:
1.Úvodní přednáška: význam a náplň předmětu Modulované signály, jeho návaznost na výuku bakalářského studia.
2.Matematický model pásmového signálu. Základní definice, vymezení studované problematiky. Komplexní obálka pásmového signálu. Popis pásmového signálu.
3.Typické amplitudové modulace. Matematický popis. Grafické průběhy amplitudově modulovaného signálu v časové a frekvenční oblasti modulací AM, DSB-SC, SSB-AM.
4.Typické úhlové modulace a QM modulace. Matematický popis. Grafické průběhy úhlově a kvadraturně modulovaného signálu v časové a frekvenční oblasti modulací PM,FM, QM.
5.Filtrace pásmového signálu. Nezkreslující soustava. Průchod pásmového signálu nezkreslující soustavou. Ekvivalentní filtr. Skupinové a fázové zpoždění signálu.
6.Vzorkovací teorém. Shannon-Kotělnikův teorém pro pásmový signál.
7.Spektrum a SHV pásmového signálu. Výkon pásmového signálu. Autokorelační funkce.
8.Obvody pásmových systémů - Filtry, Zesilovač, Omezovač, Směšovač, Násobič frekvence, Detektor obálky.
9.Obvody pásmových systémů - Multipikativní detektor, Detektor FM signálu, Fázový závěs, Vysílač, Přijímač, Superheterodyn.
10.Digitální modulace v základním pásmu. Zpracování Impulsního a číslicového signálu v základním pásmu. Impulsní amplitudová modulace PAM. Impulsní kódová modulace PCM.
11.Principy a typy převodníků analogového signálu na digitální, převodníků digitálního signálu na analogový
12.Digitální modulace v modulačním pásmu. Konstelace modulace. Principy převodů a srovnání s analogovými modulacemi. Digitální modulace s binárním zpracováním signálu např. OOK, 2-ASK, BPSK,2-FSK.
13.Digitální modulace v modulačním pásmu s vícestavovým zpracováním signálu např. ASK, FSK, PSK, DPSK, QAM, APSK, OFDM.
14.Opakování a souhrn učiva předmětu Modulované signály s prezentací praktických příkladů.

Laboratoře:
1.Úvodní laboratorní cvičení. Opakování učiva z bakalářského studia zaměřené na analýzu a zpracování signálů.
2.Generování a analyzování signálů v základním frekvenčním pásmu s nastavováním parametrů a využitím přístrojové techniky AGILENT.
3.Pásmové signály. Matematický model pásmového signálu. Ověření modelu pásmového signálu měřením parametrů signálu, implementace do programu MATLAB.
4.Modelování a měření modulovaných signálu analogovými modulacemi AM, DSB-SC, SSB-AM, PM, FM, QM, implementace do programu MATLAB.
5.Modelování a měření modulovaných signálu a jejich implementace do programu LABVIEW.
6.Měření modulovaných signálu analogovými modulacemi AM,FM,PM s nastavením základních parametrů a využitím přístrojové techniky AGILENT.
7.Měření a analýza procesu modulací a demodulace signálu s detekování komplexní obálky modulovaného signálu využitím softwarových nástrojů 89600VSA.
8.Měření a analýza frekvenčního spektra modulovaných signálů s využitím přístrojové techniky AGILENT.
9. Modelování digitálních modulací např. OOK, 2-ASK, BPSK,2-FSK, ASK, FSK, PSK, DPSK, QAM, APSK, OFDM pásmových signálu v časové i frekvenční oblasti s implementací do programu MATLAB.
10.Výpočty, matematická simulace vybraných obvodů pásmových systémů s implementací do programu MATLAB nebo LABVIEW.
11.Měření a analýza přenosových frekvenčních spekter a dalších parametrů systémů pro zpracování pásmových modulovaných signálů.
12.Filtrace pásmového signálu. Ekvivalentní filtr v základním pásmu. Měření parametrů pásmového signálu po průchodu dolní propustí. Simulace skupinového a fázového zpoždění signálu.Simulace a výpočet vzorkovacího teorému pro pásmový signál. Pro jednotlivé simulace, výpočty a měření využití programu MATLAB a přístrojů AGILENT.
13.Vzdálené řízení a zpracování naměřených a analyzovaných dat z přístrojové techniky s využitím softwarů IO EXPLORER a VEE.
14.Závěrečný test. Ukončení laboratoří.

Projekty:
Projekt č.1 (10h) - projekt je tvořen zpracováním a generováním modulovaných signálů v programu MATLAB a LABVIEW, generováním signálu v základní frekvenční oblasti a modulovaných signálů s jejich analýzou, studenti mají možnost sestavit přijímač a vysílač.
Projekt č.2 (10h) - projekt je tvořen zpracováním a analýzou modulovaných signálů signálovým analyzátorem, studenti zpracují a analyzují systém s využitím vektorového obvodového analyzátoru, práce s virtuální instrumentací a využitím softwaru VEE, studenti mají možnost sestavit přijímač a vysílač.

Povinná literatura

Macháček Z., Nevřiva P. : Skripta - Modulované signály, Ostrava. Skripta k dispozici u vyučujícího a na WWW stránkách katedry na serveru smak.vsb.cz,2012
Macháček Z. a kolektiv: Skripta - Modulované signály laboratorní cvičení, Ostrava. Skripta k dispozici u vyučujícího a na WWW stránkách katedry na serveru smak.vsb.cz,2012
Hanus S.: BEZDRÁTOVÉ A MOBILNÍ KOMUNIKACE. VUT Brno 2003.
Horák B.,Nevřiva P.: Signály a soustavy III. VŠB Ostrava, Ostrava 1998.

Doporučená literatura

Macháček Zdeněk a kolektiv:Modulované signály-animace a měření. Podklady k dispozici u vyučujícího a na WWW stránkách katedry na serveru smak.vsb.cz,2012