Signal Processing Systems
Dept. of Microelectronics

Introductie

Digitale signaalbewerking (DSP) speelt een belangrijke rol in een groot aantal toepassingen in de elektrotechniek, bijvoorbeeld consumentenelektronica (CD spelers, MP3 spelers, spraak-analyse en -synthese in mobiele telefoons), multimedia, draadloze communicatie, ADSL modems, sonar, radar, remote sensing, biomedische toepassingen.

De cursus behandelt de fundamentele principes, methoden en algoritmes die veel gebruikt worden door ingenieurs en in de wetenschap.

We kijken vooral naar een-dimensionale signalen en behandelen digitaal filterontwerp, filterstructuren, de DFT, spectrale analyse, filterimplementatie, en multirate filters. Dit vak bouwt voort op wat je geleerd hebt bij Signaaltransformaties. De nadruk is wat minder op rekenen en wat meer op inzicht: wat gebeurt er precies als ik sample of een scherp filter ontwerp, hoe kan ik die effecten interpreteren of zelfs benutten, en hoe kan ik de analoge/discrete tijddomeinen en bijbehorende frequentiedomeinen met elkaar in verband brengen. Toepassingen zijn gericht op telecommunicatietechniek, en veel van wat je ziet kun je gelijk benutten bij EPO4.

Docent

prof.dr.ir. Alle-Jan van der Veen

Data en lokatie

In 2014: 2e semester, 4e kwartaal. Lokatie: EWI zaal A of C.

Cursusmateriaal

  1. On-line slides (gebruik dit om te bepalen wat van belang is voor het tentamen)

  2. J.G. Proakis/D.G. Manolakis, Digital Signal Processing: Principles, Algorithms and Applications, 4th Edition, Prentice Hall 2007, 1084 pp., ISBN 0-13-187374-1. Dit boek is bij de ETV te koop (ongeveer 70 eur voor leden, 80 eur voor nietleden).

  3. Aanvullend/alternatief: online cursusmateriaal van andere universiteiten: er is veel te vinden. Een nuttige aanvulling zijn bijvoorbeeld de class notes van B. Champagne, McGill University. Deze volgt Proakis vrij nauwkeurig, maar veel compacter, en zonder oefeningen. PDF van deze cursus (2004 versie): hier.

Programma 2014

Voor slides: zie hier




Proakis 4th ed. Champagne
1. 22 april 13:45 (A) Introductie. Herhaling: discrete-tijd signalen en systemen, sampling, LTI systemen, convolutie (1, 2.1 t/m 2.4) (1, 2)
2. 29 april 13:45 (A) (Herhaling) Discrete-tijd Fourier Transformatie, z-transformatie, polen en nulpunten. Filterfuncties (lowpass, highpass, bandpass), inversie (egalisatie/deconvolutie), minimum-fase, allpass functies (3.1, 3.2, 3.3, 4.2.3, 4.2.5, 4.2.9, 4.2.10, 4.3, 4.4, 5.1, 5.2), 5.3, 5.4 4, 3, 5
3. 1 mei 13:45 (C) Tijdsdiscrete filterstructuren: klassieke canonieke structuren (transversale filters, lineaire fase FIR filters, recursieve filters), transpositie 2.5, 9.1, 9.2 t/m 9.2.2, 9.3 8
4. 6 mei 13:45 (A) Tijdsdiscrete filterstructuren: allpass realisatie, lattice filters 9.2.4, 9.3.5 8
5. 13 mei 13:45 (A) DFT: frequentiedomein sampling, eigenschappen, convolutie via DFT, windowing en short-term Fourier transform (spectrale analyse) 7.1--7.4 6
6. 15 mei 13:45 (C) Sampling en reconstructie 1.4, 6.1, 6.2, 6.3.1, 6.3.4 7
7. 20 mei 13:45 (A) Digitaal filterontwerp: FIR filterontwerp, lineaire fasefilters met gespecificeerde karakteristiek, windowing; analoge filterfuncties 10.1, 10.2.1--10.2.2 9.1, 9.3
8. 22 mei 13:45 (C) Digitaal filterontwerp (vervolg): IIR filterontwerp, transformaties tot digitale filters (impuls-invariantie en bilineaire transformatie), frequentietransformaties 10.3, 10.4, niet: Chebyshev II, Elliptische filters, Besselfilters, 10.4.2 digitale frequentietransformaties 9.2
9. 27 mei 13:45 (A) Multirate filters, decimatie, interpolatie 11.1--11.4, 11.6 13
10. 3 juni 13:45 (A) Kwantisatie en afrondfouten 1.4.3, 6.3.2, 6.3.3, 9.4, 9.5, 9.6 10
11. 5 juni 13:45 (C) Uitloop, oefensessie -- --

Tentamens

Het tentamen is schriftelijk, open boek (alle materialen en oude tentamens toegelaten). Het eerstvolgende tentamen is op 24 juni 2014 14:00-17:00, met herkansing 14 augustus 2014 14:00-17:00.

  1. Het uitgewerkte tentamen van 14 augustus 2014 staat hier.

  2. Het uitgewerkte tentamen van 24 juni 2014 staat hier.

  3. Het uitgewerkte tentamen van 15 augustus 2013 staat hier.

  4. Het uitgewerkte tentamen van 28 juni 2013 staat hier.

  5. Het uitgewerkte tentamen van 30 augustus 2012 staat hier.

  6. Het uitgewerkte tentamen van 29 juni 2012 staat hier.

  7. Het uitgewerkte tentamen van 24 augustus 2011 staat hier.

  8. Het uitgewerkte tentamen van 29 juni 2011 staat hier.

  9. Het uitgewerkte tentamen van 25 augustus 2010 staat hier.

  10. Het uitgewerkte tentamen van 30 juni 2010 staat hier.

  11. Het uitgewerkte tentamen van 17 augustus 2009 staat hier.

  12. Het uitgewerkte tentamen van 29 juni 2009 staat hier.

  13. Het uitgewerkte tentamen van 30 juni 2008 staat hier.

  14. Het uitgewerkte tentamen van april 2008 staat hier.

  15. Het uitgewerkte tentamen van juli 2007 staat hier.

  16. Het uitgewerkte tentamen van april 2007 staat hier.

  17. Het uitgewerkte tentamen van juli 2006 staat hier.

  18. Het uitgewerkte tentamen van april 2006 staat hier.

  19. Het uitgewerkte tentamen van et 2009 (1 juli 2005) staat hier. Zie opgave 1, 3, en 4

  20. Het uitgewerkte tentamen van et 2009 (19 augustus 2005) staat hier. Zie opgave 1 en 4

  21. Het uitgewerkte tentamen van et 2009 (27 jan 2006) staat hier. Zie opgave 1, 4, en 5

Oefeningen

Proakis bevat zeer veel oefenopgaven. Een selectie van relevante opgaven is als volgt (vetgedrukt=mogelijke tentamenopgaven). Je kunt je uitwerkingen vergelijken met het Antwoordenboek, dat op het secretariaat (kamer 17.320) ter inzage ligt.

Onderstaande verwijzingen zijn naar Proakis, 4th Edition, US VERSION (hardcover)

Chapter 2

1, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 17, 20, 31, 37, 39, 46, 47, 49, 51, 52, 55

Chapter 3

14, 32, 40

Chapter 4

9, 13, 18, 22

Chapter 5

7, 10, 25, 28, 32, 34, 58, 70, 76

Chapter 6

21

Chapter 7

1, 2, 3, 7, 8, 9, 11, 13, 14, 15, 18, 21, 25, 29, 30

Chapter 9

3, 4, 5, 6, 9, 10, 19, 23, 29, 30, 34, 36, 39

Chapter 10

(voor sommige opgaven is matlab nodig)
1, 5, 11, 12, 14, 15 (But/Cheb), 16 (But/Cheb), 18, 21, 23

Chapter 11

2,3,4,5,9,10,11,12,17,24


Onderstaande verwijzingen zijn naar opgaven in Proakis, 4th Edition, INTERNATIONAL VERSION (paperback)

Chapter 2

1,5,6,7,8,12,14,21,25,27,31,32,33,35,37 Chapter 3 10,22,27

Chapter 4

2,9,12,15

Chapter 5

5,7,17,19,22,23,39,47,51

Chapter 6

1,9

Chapter 7

1,2,5,6,8,9,10,17,20

Chapter 9

3,4,7,13,16,20,23,26

Chapter 10

(voor sommige opgaven is matlab nodig) 1,4,7,9,10,11,15

Chapter 11

2,3,4,7,8,12

Zie "Course Documentation > Slides 12" voor een uitwerking van een paar relevante opgaven