About this Course
1,891 recent views

100% online

Start instantly and learn at your own schedule.

Flexible deadlines

Reset deadlines in accordance to your schedule.

Intermediate Level

Approx. 24 hours to complete

Suggested: 8 недель обучения...

Russian

Subtitles: Russian

100% online

Start instantly and learn at your own schedule.

Flexible deadlines

Reset deadlines in accordance to your schedule.

Intermediate Level

Approx. 24 hours to complete

Suggested: 8 недель обучения...

Russian

Subtitles: Russian

Syllabus - What you will learn from this course

Week
1
1 hour to complete

ВВЕДЕНИЕ

Онлайн-курс «Сигналы и системы дискретного времени» — первый из нескольких курсов цикла, посвященного цифровой обработке сигналов. В этом курсе мы поговорим о том, что такое дискретное время, что представляют собой дискретные сигналы, как они анализируются и как преобразуются в линейных стационарных дискретных системах....
2 videos (Total 5 min), 2 readings
2 videos
Вводный ролик к курсу3m
2 readings
Описание курса10m
Лабораторные работы10m
4 hours to complete

Основные характеристики дискретных сигналов

На этой неделе мы для начала разберемся с тем, что такое дискретные сигналы и откуда они могут появляться. Далее введем понятие анализа сигналов и посмотрим, какие основные характеристики для них мы можем придумать. После этого перейдем к рассмотрению тех элементарных кирпичиков, из которых можно складывать любые сигналы и которые часто используются при анализе сигналов и систем. К таким кирпичикам прежде всего относятся единичный импульс, единичный скачок и гармонический сигнал. Все это и составляет содержание первой недели курса....
7 videos (Total 55 min), 2 quizzes
7 videos
1.1.1Понятие дискретного сигнала10m
1.1.2 Анализ сигналов: энергия и мощность7m
1.1.3 Анализ сигналов: корреляционные функции7m
1.1.4 Элементарные сигналы: одиночный импульс и единичный скачок11m
1.1.5 Дискретный гармонический сигнал7m
1.1.6 Дискретный гармонический сигнал: возможная непериодичность9m
2 practice exercises
Тренировочный тест №1s
Оцениваемый тест №1s
Week
2
4 hours to complete

Преобразование Фурье в дискретном времени

Эта неделя курса посвящена двум вещам. Сначала мы продолжим обсуждать дискретный гармонический сигнал и поговорим о еще одной его особенности — неоднозначности понятия частоты. Это поможет нам понять, что для дискретных сигналов называется низкими, а что — высокими частотами. Более того, окажется, что для них существует даже понятие самой высокой частоты. Далее, разобравшись с дискретным гармоническим сигналом, мы сразу же используем его для анализа других сигналов. Оказывается, почти любой сигнал можно сложить из элементарных кирпичиков в виде гармонических сигналов. Это называется преобразованием Фурье. У него есть несколько разновидностей, в этой части курса мы рассмотрим ту из них, которая применяется к дискретным сигналам бесконечной длительности и называется преобразованием Фурье в дискретном времени. Впоследствии мы будем много раз использовать это преобразование, а на этой неделе посмотрим, как оно рассчитывается и какими свойствами обладает....
10 videos (Total 64 min), 2 quizzes
10 videos
1.2.1 Понятие ложных частот8m
1.2.2 Ложные частоты: иллюстрация4m
1.2.3 Ложные частоты: демонстрация6m
1.2.4 Ложные частоты в кинематографе6m
1.3.1 Преобразование Фурье в дискретном времени: определение7m
1.3.2 Преобразование Фурье в дискретном времени: примеры вычисления9m
1.3.3 Обратное преобразование Фурье в дискретном времени4m
1.3.4 Свойства преобразования Фурье в дискретном времени, часть 19m
1.3.5 Свойства преобразования Фурье в дискретном времени, часть 25m
2 practice exercises
Тренировочный тест №2s
Оцениваемый тест №2s
Week
3
4 hours to complete

Z-преобразование

На этой неделе мы рассмотрим важный метод анализа дискретных сигналов — так называемое z-преобразование. Это непростая тема, поскольку z-преобразование является математической абстракцией, оно лишь ставит в соответствие дискретному сигналу некую комплексную функцию и не имеет столь наглядной трактовки, как, например, преобразование Фурье, которое показывает, как произвольный сигнал можно построить из множества гармонических составляющих. Почему же тогда z-преобразование стало столь востребованным механизмом анализа? Прежде всего, потому, что оно дает возможность легко решать те уравнения, которые описывают преобразование дискретных сигналов линейными стационарными системами. Как z-преобразование применяется для этой цели, мы увидим далее, а на этой неделе поговорим о его определении и свойствах....
7 videos (Total 59 min), 2 quizzes
7 videos
1.4.1 Z-преобразование: определение и примеры10m
1.4.2 Связь z-преобразования и преобразования Фурье в дискретном времени7m
1.4.3 Свойства z-преобразования12m
1.4.4 Обратное z-преобразование9m
1.4.5 Обратное z-преобразование: пример, часть 17m
1.4.6 Обратное z-преобразование: пример, часть 211m
2 practice exercises
Тренировочный тест №3s
Оцениваемый тест №3s
Week
4
6 hours to complete

Дискретизация и восстановление аналоговых сигналов

На этой неделе речь пойдет о связи систем цифровой обработки сигналов с внешним миром — миром, представляющим собой физическую реальность, время в котором является непрерывным, а не дискретным. При решении задач обработки сигналов во многих прикладных областях, прежде всего в таких как радиотехника, электроника, телекоммуникации, мы получаем дискретные сигналы в результате периодического измерения значений некоторой физической величины, то есть в результате дискретизации физического сигнала, представляющего собой непрерывную функцию времени. Результат обработки сигнала тоже часто нужно представить не в виде последовательности чисел, хранящихся внутри компьютера, а в виде физического непрерывного сигнала, который будет использоваться для управления каким-то устройством, для отображения информации или как-то еще. О вопросах, связанных с дискретизацией непрерывных сигналов, и о восстановлении таких сигналов по их дискретным отсчетам мы и поговорим на этой неделе....
9 videos (Total 51 min), 1 reading, 3 quizzes
9 videos
1.5.1 Дискретизация аналоговых сигналов7m
1.5.2 Спектр аналогового сигнала: преобразование Фурье4m
1.5.3 Связь спектров аналогового и дискретизированного сигналов10m
1.5.4 Спектр дискретизированного сигнала: иллюстрация3m
1.5.5 Восстановление аналогового сигнала по дискретным отсчетам. Теорема Котельникова5m
1.5.6 Доказательство формулы восстановления сигнала по его дискретным отсчетам9m
1.5.7 Теорема Котельникова: строгое или нестрогое неравенство?3m
1.5.8 Восстановление сигнала по дискретным отсчетам: пример3m
1 reading
Лабораторная работа №1s
3 practice exercises
Итог лабораторной работы №15m
Тренировочный тест №4s
Оцениваемый тест №4s
Week
5
4 hours to complete

Принцип работы и характеристики линейных стационарных дискретных систем

На этой неделе мы переходим от сигналов к системам, предназначенным для их обработки. Система дискретного времени — это алгоритм, который позволяет после получения отсчета сигнала на входе рассчитать, чему должен быть равен очередной отсчет сигнала на выходе. Существуют разнообразные классы дискретных систем, мы рассмотрим лишь один из них — линейные стационарные системы. Такие системы имеют простое математическое описание, в то же время к этому классу относится весьма значительная доля устройств, используемых при решении практических задач. Прежде всего имеются в виду фильтры, пропускающие одни частоты и задерживающие другие. Начнем мы с базовых определений и концепций. Мы обсудим классификацию дискретных систем, на простейших примерах рассмотрим принцип их работы, получим формулы, позволяющие рассчитать выходной сигнал. Все это и составляет содержание очередной недели курса....
8 videos (Total 67 min), 2 quizzes
8 videos
2.1.1 Классификация дискретных систем: линейность и стационарность7m
2.1.2 Классификация дискретных систем: причинность и инерционность7m
2.1.3 Сущность линейной дискретной обработки: нерекурсивный фильтр12m
2.1.4 Сущность линейной дискретной обработки: рекурсивный фильтр8m
2.1.5 Алгоритм дискретной фильтрации7m
2.1.6 Связь входного и выходного сигналов, импульсная характеристика дискретной системы10m
2.1.7 Функция передачи и частотные характеристики11m
2 practice exercises
Тренировочный тест №5s
Оцениваемый тест №5s
Week
6
6 hours to complete

Способы описания линейных стационарных дискретных систем

Материал этой недели связан с разными способами описания дискретных систем. Один из таких способов мы уже видели — это функция передачи, а коэффициенты полиномов ее числителя и знаменателя образуют набор параметров, определяющих свойства системы. Но такой способ описания не является единственным, и мы рассмотрим еще несколько вариантов. Каждый из них позволяет наглядно проиллюстрировать какие-то свойства системы. Так, мы можем разложить функцию передачи на множители и получить описание системы в виде набора нулей и полюсов. При этом оказывается, что по расположению нулей и полюсов на комплексной плоскости можно понять форму частотной характеристики системы. Другой вариант — представить функцию передачи в виде суммы простых дробей, такое представление позволяет получить аналитическую формулу для импульсной характеристики и проанализировать устойчивость дискретной системы. Обо всех этих возможностях мы и поговорим на этой неделе....
9 videos (Total 69 min), 3 readings, 3 quizzes
9 videos
2.2.1 Нули и полюсы функции передачи3m
2.2.2 Нули и полюсы: влияние их расположения на АЧХ12m
2.2.3 Полюсы и вычеты функции передачи4m
2.2.4 Расчет импульсной характеристики дискретной системы11m
2.2.5 Устойчивость дискретных систем8m
2.2.6 Условия устойчивости систем первого и второго порядка12m
2.2.7 Пространство состояний8m
2.2.8 Связь параметров пространства состояний с функцией передачи5m
3 readings
Лабораторная работа №2s
Пояснение к тренировочному тесту №65m
Пояснение к оцениваемому тесту №65m
3 practice exercises
Итог лабораторной работы №25m
Тренировочный тест №6s
Оцениваемый тест №6s
Week
7
4 hours to complete

Формы реализации дискретных систем

Предмет этой недели — формы реализации дискретных систем. Здесь мы перейдем от формул к структурным схемам и посмотрим, какие вычисления и в каком порядке нужно выполнить, чтобы из входного сигнала получить выходной. Казалось бы, у нас есть формула, которую мы назвали «алгоритмом дискретной фильтрации», и все, что нужно — это реализовать соответствующие арифметические операции. Так действительно можно поступить, но, оказывается, этот вариант далеко не единственный, и мы можем построить несколько дискретных систем с одними и теми же свойствами, организуя вычисления по-разному. Возможных форм реализации дискретных систем существует много, мы рассмотрим лишь несколько наиболее распространенных вариантов. Об их получении и свойствах и пойдет речь на этой неделе....
8 videos (Total 48 min), 2 quizzes
8 videos
2.3.1 Прямая форма реализации дискретных систем5m
2.3.2 Каноническая форма реализации дискретных систем6m
2.3.3 Транспонированная форма реализации дискретных систем12m
2.3.4 Последовательная (каскадная) форма реализации дискретных систем3m
2.3.5 Нерекурсивные фильтры. Симметричные фильтры4m
2.3.6 Нерекурсивные фильтры. Симметричные фильтры5m
2.3.7 Нерекурсивные фильтры. Симметричные фильтры9m
2 practice exercises
Тренировочный тест №7s
Оцениваемый тест №7s
Week
8
3 hours to complete

Итоговая аттестация

Экзаменационный тест, охватывающий все содержание курса....
1 video (Total 1 min), 1 quiz
1 practice exercise
Итоговая аттестацияs

Instructor

Avatar

Сергиенко Александр Борисович

Кандидат технических наук
Профессор кафедры Теоретических основ радиотехники СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

About Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University has a long-standing and successful history over 100 years where a great deal of important discoveries and inventions have been made. It was founded in 1899. SPbPU has recently become the "National Research University" – a recognized Russian and international leader in the field of engineering and economic education with a rich educational, scientific and innovation infrastructure. The University is a member of Academic Excellence program among Russian Universities “5-100-2020”. SPbPU is listed in the QS World University Rankings (471-480) and Times Higher Education (113th position among European universities). SPbPU is a leading university of Russia with over than 26 000 students and postgraduates, 4500 of them are foreign citizens from 115 countries. The University is carrying out education and research activities in the following areas: natural science, engineering, economics and humanities. SPbPU trains specialists in 49 Bachelor Degree programs and 200 Master Degree programs, including 20 international Master Degree programs taught in English, 90 PhD programs and Doctorate programs. The University is proud of its longstanding traditions of international cooperation with many foreign educational institutions, research organizations and industrial companies. Among the partners of the University are 293 universities and 90 partner companies from 68 countries. ...

Frequently Asked Questions

  • Once you enroll for a Certificate, you’ll have access to all videos, quizzes, and programming assignments (if applicable). Peer review assignments can only be submitted and reviewed once your session has begun. If you choose to explore the course without purchasing, you may not be able to access certain assignments.

  • When you purchase a Certificate you get access to all course materials, including graded assignments. Upon completing the course, your electronic Certificate will be added to your Accomplishments page - from there, you can print your Certificate or add it to your LinkedIn profile. If you only want to read and view the course content, you can audit the course for free.

More questions? Visit the Learner Help Center.