Laboratorium cyfrowego przetwarzania sygnałów

Jacek Misiurewicz

W proponowanych ćwiczeniach zagadnienia cyfrowego przetwarzania sygnałów przedstawione są na przykładach aktualnych zastosowań z telekomunikacji, elektroakustyki, analizy drgań mechanicznych i przetwarzania obrazów. Zadania przeznaczone są dla osób, które mogą eksperymentować z rzeczywistymi, fizycznymi sygnałami, m.in. z mikrofonów, cyfrowych odbiorników radiowych oraz czujników optoelektronicznych. W omawianych ćwiczeniach wykorzystywany jest nowoczesny sprzęt – układy akwizycji danych, układy przetwarzania wykorzystujące macierze FPGA i procesory sygnałowe, oscyloskopy i generatory. Część zadań wykonywana jest na komputerach PC za pomocą nowoczesnego oprogramowania (Matlab, przyrządy wirtualne LabView).   Rozdziały skryptu odpowiadają kolejnym ćwiczeniom, opatrzonym krótkim wstępem teoretycznym. Następnie proponowane są zadania do pracy własnej, pozwalające sprawdzić wiedzę w praktyce rachunkowej i pojęciowej. Ostatnią (i zasadniczą) częścią rozdziału jest zestaw zadań do wykonania w laboratorium.

Nowoczesne próbkowanie w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów

Jacek Misiurewicz

W prezentowanej publikacji przedstawiono aktualny stan wiedzy praktycznej z zakresu próbkowania - od podstaw do najnowszych osiągnięć w tej dziedzinie, z silnym akcentem na ich zastosowania. Zagadnienie próbkowania jest nierozerwalnie związane z odtworzeniem sygnału - lub jego istotnych cech - na podstawie pobranych próbek; dlatego znaczna część materiału poświęcona jest odtwarzaniu (rekonstrukcji) sygnału lub parametrów jego modelu. W książce przedstawiono (rozdział 1) najczęściej wykorzystywane, klasyczne próbkowanie równomierne sygnałów dolnopasmowych i pasmowych (tzw. podpróbkowanie), pokazując różne przyczyny błędów, które mogą wystąpić w praktyce. Następnie pokazano, w jaki sposób wykorzystuje się właściwości sygnałów okresowych i powtarzalnych, aby przekroczyć ograniczenia sprzętowe dotyczące częstotliwości próbkowania równomiernego (rozdział 2). W kolejnych rozdziałach przedstawiono możliwości, jakie niesie próbkowanie nierównomierne (rozdz. 3), a następnie zaprezentowano nowoczesną, stosunkowo niedawno powstałą teorię oszczędnego próbkowania - Compressed Sensing - (rozdział 4) wraz z przykładami jej praktycznego zastosowania (rozdział 5), przytoczonymi na podstawie własnych prac autora z dziedziny radiolokacji i literatury dotyczącej innych obszarów zastosowań. Wiele zagadnień w tej książce trzeba było pominąć, szczególnie w zakresie wciąż rozwijającej się techniki oszczędnego próbkowania i jej zastosowań. Ze względu na ograniczoną objętość książki pominięto również zagadnienia próbkowania sygnałów wielowymiarowych (np. obrazów). Wszystkie zagadnienia przedstawiono z punktu widzenia inżyniera zajmującego się cyfrowym przetwarzaniem sygnałów. Autor postawił sobie za zadanie opisanie trudnych pojęć w sposób przystępny, zakładając u Czytelnika tylko podstawową wiedzę z dziedziny algebry i analizy. Dzięki temu książka może być przydatna inżynierom i naukowcom nie tylko z dyscyplin elektronicznych, ale też pokrewnych na poziomie studiów II i III stopnia. Czytelnikom zainteresowanych bardziej matematycznym opisem teorii zaleca się więc skorzystanie ze wskazówek kierujących ich do obszernej bibliografii.