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Escola Politécnica
 
Eng Telecomunicações e Controle
 
Disciplina: PTC3361 - Introdução ao Processamento Digital de Sinais
Introduction to Digital Signal Processing

Créditos Aula: 2
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 30 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2016 Desativação:

Objetivos
Fornecer a base teórica mínima para o processamento em tempo discreto de sinais e, usando ferramentas computacionais, explorar aplicações concretas dos conceitos teóricos.
 
To provide the minimum theorical basis for discrete-time signal processing and, by means of computational tools, to explore concrete applications of the theoretical concepts.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
2083866 - Andre Fabio Kohn
1311468 - Maria das Dores dos Santos Miranda
76134 - Phillip Mark Seymour Burt
 
Programa Resumido
1) Introdução ao Processamento Digital de Sinais
2) Amostragem de sinais de tempo contínuo e relações espectrais
3) Descrição entrada-saída de sistema linear, invariante no tempo (SLIT) de tempo discreto
4) Resposta em frequência e a Transformada de Fourier de tempo discreto
5) Função de transferência e filtros digitais
 
1) Introduction to Digital Signal Processing
2) Sampling of continuous signals and spectral relations.
3) Input-output description of a discrete-time linear time-invariant discrete-time system (LTIS).
4) Frequency response and the discrete-time Fourier Transform
5) Transfer function and digital filters
 
 
Programa
1. Introdução ao Processamento Digital de Sinais
Sinais e sistemas de tempo contínuo e de tempo discreto. O porque do processamento em tempo discreto de sinais. Um pouco da história das ferramentas de análise em tempo discreto. Simulação em tempo discreto: MatLab/Octave. Aplicações e desafios do processamento em tempo discreto. Chips processadores digitais de sinais.

2. Amostragem de sinais de tempo contínuo e relações espectrais
Representação de um sinal de tempo contínuo por suas amostras: a amostragem com um trem de impulsos; a amostragem com um segurador de ordem zero (Sample-Hold). Reconstrução de um sinal a partir de suas amostras usando interpolação. O efeito da subamostragem: aliasing. Sistema amostrador-segurador e saída de conversor Digital/Analógico com seu espectro.

3.Descrição entrada-saída de sistema linear, invariante no tempo (SLIT) de tempo discreto
SLITs de tempo discreto e a somatória de convolução. Propriedades de sistemas de tempo discreto em relação à sua resposta ao pulso unitário. Descrição de SLIT de tempo discreto por equação de diferenças (sistemas racionais). Sistemas FIR e IIR.

4. Resposta em frequência e a Transformada de Fourier de tempo discreto
Definição, propriedades e exemplos da Função resposta em frequência de SLITs de tempo discreto. Função resposta em frequência a partir da equação de diferenças. Exemplos em MatLab/Octave. A Transformada de Fourier de tempo discreto. A relação entre os espectros dos sinais de saída e entrada de um SLIT. Aplicações a filtragem digital de sinais de tempo discreto. Relação entre resposta em frequência de sistema de tempo contínuo e a resposta em frequência de sua implementação digital.

5. Função de transferência e filtros digitais (3+1/2 aulas)
Transformada Z. Função de transferência de SLIT de tempo discreto. Relação da função de transferência com a função resposta em frequência. Posição de polos e zeros da função de transferência no plano complexo e a função resposta em frequência do sistema. Aplicações para filtros digitais simples. Filtros digitais IIR e FIR projetados com o auxílio do Matlab. Exemplos e aplicações: projeto de filtros para eliminação de interferências, compensador de fase, etc.
 
1. Introduction to Digital Signal Processing
Continuous-time and discrete-time signals and systems. Why discrete-time signal processing and systems. A little history about discrete-time analytical tools. Discrete-time simulation: MatLab/Octave/Simulink. Applications and challenges for discrete-time processing. Digital Signal Processing chips.

2. Sampling of continuous signals and spectral relations.
Representation of a continuous-time signal by means of its samples: sampling with an impulse train; sampling as a zero-order hold (sample and hold). Reconstruction of a signal from its samples using interpolation. The effect of undersampling: aliasing. Sample-hold system and the output of a Digital/Analog converter with its spectrum.

3. Input-output description of a discrete-time linear time-invariant discrete-time system (LTIS). Discrete-times LITSs and the convolution sum. Properties of discrete-time systems regarding their impulsive response. Description of a LTIS by a difference equation. FIR and IIR systems.

4. Frequency response and the discrete-time Fourier Transform
Definition, properties and examples ot the frequency response function of discrete-time LTISs. Frequency response function from a difference equation. Examples in Matlab/Octave. The discrete-time Fourier Transform. The relation between intput and output spectra of a LTIS. Application to digital filtering of discrete-time signals. Relation between the frequency response of a continuous-time system and the frequency response of its digital implementation.

5. Transfer function and digital filters
The z transform. Transfer function of discrete-time LTIS. Relation between the transfer function and the frequency response function. Position in the complex plane of poles and zeros of the transfer function and the frequency response function of the system. Applications of simple digital filters. IIR and FIR digital filters designed with the aid of Matlab. Examples and applications: design of filters for the elimination of interferences, phase compensation, etc.
 
 
Avaliação
     
Método
Provas escritas.
Critério
Média das provas.
Norma de Recuperação
Prova escrita.
 
Bibliografia
     
A. V. Oppenheim,  A. V. Willsky e S. H Nawab: Sinais e Sistemas, 2ª. Edição, Pearson, São Paulo, 2010
A. V. Oppenheim e R.W. Schafer: Discrete-Time Signal Processing, 3a. Ed., Prentice Hall, 2009
 

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