Über diesen Kurs

100 % online

Beginnen Sie sofort und lernen Sie in Ihrem eigenen Tempo.

Flexible Fristen

Setzen Sie Fristen gemäß Ihrem Zeitplan zurück.

Stufe „Mittel“

Ca. 24 Stunden zum Abschließen

Empfohlen: 8 недель обучения...

Russisch

Untertitel: Russisch

100 % online

Beginnen Sie sofort und lernen Sie in Ihrem eigenen Tempo.

Flexible Fristen

Setzen Sie Fristen gemäß Ihrem Zeitplan zurück.

Stufe „Mittel“

Ca. 24 Stunden zum Abschließen

Empfohlen: 8 недель обучения...

Russisch

Untertitel: Russisch

Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden

Woche
1
30 Minuten zum Abschließen

Введение

...
2 Videos (Gesamt 5 min), 2 Lektüren
2 Videos
Вводный ролик к курсу3m
2 Lektüren
Описание курса10m
Лабораторные работы10m
4 Stunden zum Abschließen

Дискретное преобразование Фурье, часть 1

Дискретное преобразование Фурье (ДПФ) — это еще один способ спектрального анализа дискретных сигналов, при котором подразумевается, что обрабатываемый сигнал имеет конечную длительность, то есть содержит конечное число отсчетов. При этом оказывается, что для представления сигнала в виде суммы гармонических колебаний (а именно в этом состоит смысл любого варианта преобразования Фурье) уже не нужна непрерывная функция частоты, достаточно конечного набора чисел. На этой неделе мы рассмотрим определение и свойства ДПФ, поговорим о его связи с другими спектральными представлениями сигналов, а также обсудим так называемое растекание спектра, проявляющееся при вычислении дискретного преобразования Фурье для фрагментов гармонических сигналов. ...
9 Videos (Gesamt 64 min), 2 Quiz
9 Videos
1.1.1 Определение дискретного преобразования Фурье (ДПФ)11m
1.1.2 Связь ДПФ и преобразования Фурье в дискретном времени11m
1.1.3 Связь ДПФ и дискретного ряда Фурье3m
1.1.4 Свойства ДПФ8m
1.2.1 Понятие растекания спектра (MATLAB-демонстрация)5m
1.2.2 Причины растекания спектра6m
1.2.3 Весовые функции (окна)10m
1.2.4 Влияние окна на растекание спектра (MATLAB-демонстрация)4m
2 praktische Übungen
Тренировочный тест №1
Оцениваемый тест №1
Woche
2
7 Stunden zum Abschließen

Дискретное преобразование Фурье, часть 2

На этой неделе мы продолжаем тему, посвященную дискретному преобразованию Фурье (ДПФ). Если вычислять ДПФ по тем формулам, которые его определяют, то число операций квадратично растет с длиной сигнала — если сигнал становится в два раза длиннее, требуется выполнить в четыре раза больше расчетов. Однако оказывается, что число операций можно сильно сократить, если оптимально организовать вычисления. Такие алгоритмы называются алгоритмами быстрого преобразования Фурье (БПФ). Мы рассмотрим самый распространенный из них, а после этого поговорим о взаимосвязи между ДПФ и фильтрацией сигнала. Эта связь является двусторонней — ДПФ можно представить как обработку сигнала набором фильтров, а дискретную фильтрацию можно организовать с помощью ДПФ, что позволяет значительно уменьшить вычислительные затраты за счет использования быстрых алгоритмов....
10 Videos (Gesamt 81 min), 1 Lektüre, 3 Quiz
10 Videos
1.3.1 Идея БПФ, алгоритм Кули—Тьюки с прореживанием по времени11m
1.3.2 Структурная схема одного каскада БПФ7m
1.3.3 Полная структура алгоритма БПФ10m
1.3.4 Число операций для расчета БПФ7m
1.4.1 ДПФ как дискретная фильтрация8m
1.4.2 Алгоритм Герцеля8m
1.4.3 Взаимосвязь линейной и круговой свертки11m
1.4.4 Дискретная фильтрация с помощью ДПФ3m
1.4.5 Секционирование свертки11m
1 Lektüre
Лабораторная работа №1
3 praktische Übungen
Итог лабораторной работы №15m
Тренировочный тест №2
Оцениваемый тест №2
Woche
3
4 Stunden zum Abschließen

Расчет дискретных фильтров, часть 1

На этой неделе мы начинаем новую тему нашего курса, посвященную расчету дискретных фильтров. В предыдущем курсе цикла мы много говорили о том, как реализуется обработка сигнала линейными стационарными системами, при этом в формулах и на структурных схемах фигурировали абстрактные коэффициенты и отсчеты импульсной характеристики фильтра. Но откуда взять такие значения этих параметров, чтобы фильтр делал именно то, что нам нужно? Для расчета фильтров с заданными свойствами существует целый ряд методов, самые главные из которых мы в этой теме и рассмотрим. В первой части темы мы поговорим о том, как можно получить простейшие рекурсивные фильтры с заданными свойствами; о том, как задаются исходные данные для проектирования более сложных фильтров, о классификации методов их расчета и о тех способах, которые позволяют превратить описание аналоговой цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, в набор параметров дискретного фильтра, похожего на нее по своим свойствам. ...
10 Videos (Gesamt 78 min), 2 Quiz
10 Videos
2.1.1 Постановка задачи и классификация методов расчета дискретных фильтров11m
2.2.1 Системы первого и второго порядка3m
2.2.2 Фильтр нижних частот первого порядка9m
2.2.3 Фильтр верхних частот первого порядка5m
2.2.4 Резонатор второго порядка10m
2.2.5 Режекторный фильтр второго порядка10m
2.3.1 Метод билинейного преобразования: идея6m
2.3.2 Метод билинейного преобразования: описание8m
2.3.3 Метод билинейного преобразования: пример10m
2 praktische Übungen
Тренировочный тест №3
Оцениваемый тест №3
Woche
4
5 Stunden zum Abschließen

Расчет дискретных фильтров, часть 2

Вторая часть темы посвящена прямым методам расчета дискретных фильтров. Слово «прямой» означает, что, в отличие от тех подходов, которые мы рассматривали ранее, в расчете не используется аналоговая цепь. Вместо этого мы реализуем прямой переход от набора исходных требований к описанию дискретного фильтра. Эта задача может решаться разными способами. Самый «правильный» подход, позволяющий получить наилучший возможный результат, заключается в том, что мы должны сформулировать и затем решить математическую оптимизационную задачу. Для этого необходимо задать критерий качества и вывести формулы, которые связывают его с описанием фильтра. К сожалению, решение этой оптимизационной задачи может оказаться весьма сложным в вычислительном плане, поэтому востребованными на практике оказываются и другие методы. Они не дают оптимального результата, главным их достоинством является простота расчетов. О методах данного класса, как оптимальных, так и упрощенных, мы и поговорим на этой неделе. ...
9 Videos (Gesamt 75 min), 2 Quiz
9 Videos
2.4.1 Идеализированные фильтры: методы расчета4m
2.4.2 Идеализированные фильтры: примеры9m
2.5.1 Оконный метод: идея и описание9m
2.5.2 Оконный метод: окно Кайзера9m
2.5.3 Оконный метод: примеры10m
2.6.1 Постановка оптимизационной задачи11m
2.6.2 Минимаксный метод8m
2.6.3 Минимаксный метод: пример9m
2 praktische Übungen
Тренировочный тест №4
Оцениваемый тест №4
Woche
5
6 Stunden zum Abschließen

Изменение частоты дискретизации сигнала

Необходимость в изменении частоты дискретизации в процессе обработки сигнала может возникать по разным причинам. Иногда приходится преобразовывать сигнал от одного стандарта к другому, в других случаях оказывается, что частота дискретизации недостаточна для выполнения дальнейших операций над сигналом, или, наоборот, избыточна, и, понизив ее, мы сможем сэкономить вычислительные ресурсы. К базовым операциям изменения частоты дискретизации сигнала относятся ее понижение и повышение в целое число раз, а также передискретизация сигнала с коэффициентом, представляющим собой рациональную дробь. О том, как реализуются все эти операции, мы и поговорим на этой неделе....
8 Videos (Gesamt 59 min), 1 Lektüre, 3 Quiz
8 Videos
3.1.1 Понятие многоскоростной обработки сигналов8m
3.1.2 Прореживание: простое выбрасывание отсчетов10m
3.1.3 Прореживание: борьба с ложными частотами10m
3.2.1 Повышение частоты дискретизации (интерполяция)10m
3.2.2 Интерполяция: пример6m
3.3.1 Передискретизация сигнала с рациональным коэффициентом9m
3.3.2 Передискретизация: пример3m
1 Lektüre
Лабораторная ра
3 praktische Übungen
Итог лабораторной работы №25m
Тренировочный тест №5
Оцениваемый тест №5
Woche
6
4 Stunden zum Abschließen

Эффекты квантования и округления, часть 1

На этой неделе мы начинаем тему, речь в которой наконец-то пойдет именно о цифровой обработке сигналов, а не о сигналах и фильтрах дискретного времени, как было до сих пор. Ранее предполагалось, что значения отсчетов сигнала являются точными, а при выполнении арифметических операций не появляется никаких погрешностей. Однако устройство, реализующее цифровую обработку сигнала — это вычислительная система, числа внутри которой хранятся в двоичной системе счисления и занимают ограниченное количество ячеек памяти. В данной теме мы рассмотрим основные проблемы, связанные с конечной точностью представления чисел и с вычислительными погрешностями. В первой части темы мы поговорим о том, каким образом хранятся числа в вычислительных системах, и о том, какими свойствами обладают погрешности, возникающие при преобразовании отсчетов сигнала в числа, укладывающиеся в отведенный для них объем памяти. ...
5 Videos (Gesamt 41 min), 2 Quiz
5 Videos
4.1.1 Формат с фиксированной запятой12m
4.1.2 Формат с плавающей запятой8m
4.2.1 Процесс квантования7m
4.2.2 Шум квантования10m
2 praktische Übungen
Тренировочный тест №6
Оцениваемый тест №6
Woche
7
4 Stunden zum Abschließen

Эффекты квантования и округления, часть 2

На этой неделе мы рассматриваем вторую часть темы, посвященной вычислительным погрешностям в системах цифровой обработки сигналов. Речь пойдет о том, как эти погрешности влияют на работу фильтров, которые мы теперь с полным правом можем назвать не просто дискретными, а именно цифровыми. Первой из возникающих проблем является квантование коэффициентов фильтров, ведь их тоже нужно хранить внутри вычислительной системы в заданном формате. Характеристики фильтра из-за этого искажаются, и при разработке системы — это нужно учитывать. Далее, при выполнении арифметических действий может оказаться, что точное представление результата не укладывается в отведенный для него формат. В итоге возникают погрешности двух типов: переполнения и шум округления. Из-за них цифровой фильтр перестает быть линейным устройством, и иногда может даже демонстрировать так называемые предельные циклы — незатухающие колебания на выходе при нулевом входном сигнале. Обо всех этих проблемах мы и поговорим на этой неделе....
8 Videos (Gesamt 55 min), 2 Quiz
8 Videos
4.3.1 Погрешности представления коэффициентов цифровых фильтров5m
4.3.2 Масштабирование коэффициентов цифровых фильтров9m
4.3.3 Переполнения в цифровых фильтрах9m
4.3.4 Собственный шум цифровых фильтров4m
4.3.5 Спектр собственного шума: примеры9m
4.3.6 Предельные циклы8m
4.3.7 Предельные циклы: пример для фильтра второго порядка8m
2 praktische Übungen
Тренировочный тест №7
Оцениваемый тест №7
Woche
8
3 Stunden zum Abschließen

Итоговая аттестация

Экзаменационный тест, охватывающий все содержание курса....
1 Video (Gesamt 1 min), 1 Quiz
1 praktische Übung
Итоговая аттестация

Dozent

Avatar

Сергиенко Александр Борисович

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

Über 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. ...

Häufig gestellte Fragen

  • Sobald Sie sich für ein Zertifikat angemeldet haben, haben Sie Zugriff auf alle Videos, Quizspiele und Programmieraufgaben (falls zutreffend). Aufgaben, die von anderen Kursteilnehmern bewertet werden, können erst dann eingereicht und überprüft werden, wenn Ihr Unterricht begonnen hat. Wenn Sie sich den Kurs anschauen möchten, ohne ihn zu kaufen, können Sie womöglich auf bestimmte Aufgaben nicht zugreifen.

  • Wenn Sie ein Zertifikat erwerben, erhalten Sie Zugriff auf alle Kursmaterialien, einschließlich bewerteter Aufgaben. Nach Abschluss des Kurses wird Ihr elektronisches Zertifikat zu Ihrer Seite „Errungenschaften“ hinzugefügt – von dort können Sie Ihr Zertifikat ausdrucken oder es zu Ihrem LinkedIn Profil hinzufügen. Wenn Sie nur lesen und den Inhalt des Kurses anzeigen möchten, können Sie kostenlos als Gast an dem Kurs teilnehmen.

Haben Sie weitere Fragen? Besuchen Sie das Hilfe-Center für Teiln..