МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра радиотехники и связи
Учебно-методический комплекс по дисциплине
Микропроцессоры и цифровая обработка сигналов
Для направления 6544000 «Телекоммуникации»
специальности 201100 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение»
(210405.65)
Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры от «__» _______________ 2007 г.
Заведующий кафедрой _________________________ Н.В.Рябова
Йошкар-Ола
2007
2. ТИПОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Микропроцессоры и цифровая обработка сигналов
Рекомендуется Минобразованием России для специальности 201100 Радиосвязь, радиовещание и телевидение направления подготовки дипломированных специалистов 654400 Телекоммуникации.
1. Цели и задачи дисциплины.
Дать знания по основам цифровой обработки сигналов,ïо особенностям архитектуры современных ЦСП и МК,по программным и аппаратным средствам разработки микропроцессорных систем.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
В результате изучения дисциплины студенты должны: знать методы математического описания цифровых сигналов, методы синтеза и анализа цифровых систем преобразования сигналов, иметь представление о реализации систем на ЦПС и МП.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы.
|
Вид учебной работы |
Всего часов |
Семестры | |||
|
Общая трудоемкость дисциплины |
100ч. |
|
|
|
9 |
|
Аудиторные занятия |
51ч. |
|
|
|
|
|
Лекции |
34ч. |
|
|
|
|
|
Практические занятия (ПЗ) |
|
|
|
|
|
|
Семинары (С) |
|
|
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР) |
17ч. |
|
|
|
|
|
И (или) другие виды лабораторных занятий |
|
|
|
|
|
|
Самостоятельная работа |
49ч. |
|
|
|
|
|
Курсовой проект (работа) |
|
|
|
|
|
|
Расчетно-графические работы |
|
|
|
|
|
|
Реферат |
|
|
|
|
|
|
И (или) другие виды самостоятельной работы |
49ч. |
|
|
|
|
|
Вид итогового контроля (зачет, экзамен) |
Экзамен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Содержание дисциплины.
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий.
|
№ п/п |
Раздел дисциплины |
Лекции |
ПЗ (или С) |
ЛР |
|
1 |
Дискретизация и квантование сигналов. Дискретные системы. |
* |
|
|
|
2 |
Дискретные сигналы и системы, разностные уравнения, z-преобразования. |
* |
|
|
|
3 |
Нерекурсивная и рекурсивная цифровая фильтрация. Синтез фильтров. Пакеты программ. |
* |
* |
* |
|
4 |
Алгоритмы дискретного и быстрого преобразования Фурье. |
* |
|
|
|
5 |
Преобразование Уолша и его применение. |
* |
|
* |
|
6 |
Архитектура, характеристики цифровых сигнальных процессоров. |
* |
|
|
|
7 |
ЦСП фирмы Analog Devices, Motorola, Texas Instruments. |
* |
|
* |
|
8 |
Реализация алгоритмов типовых устройств на ЦСП. |
* |
|
* |
4.2. Содержание разделов дисциплины.
Введение.
Дискретизация сигналов. Теорема Котельникова. Квантование сигналов.
Дискретные сигналы и линейные системы, методы их математического описания, разностные уравнения,передаточная функция, нули и полюса, импульсная характеристика. Определение Z-преобразования, прямое и обратное преобразование, методы вычисления.
Цифровые фильтры. Синтез нерекурсивных (КИХ) фильтров. Метод временного окна и синтез ЦФ с оптимальными АЧХ. Синтез рекурсивных (БИХ) цифровых фильтров. Метод билинейного z-преобразования. Пакеты программ для проектирования и анализа цифровых фильтров (Matlab,DFDP,FD-2).
Дискретное преобразование Фурье, свойства ДПФ, связь ДПФ с Z-преобразованием Двумерное преобразование Фурье. Обратное преобразование Фурье. Быстрые алгоритмы ДПФ степени 2, простых множителей, систематических. Алгоритм быстрой свертки.
Матрицы Адомара, последовательности Уолша и их свойства. Преобразование Уолша и Адомара. Вычисление быстрой свертки.
Классификация и архитектура ЦСП. Структурная схема ЦСП. Характеристики ЦСП.
ЦСП фирм Texas Instruments, Motorola, Analog Devises. Аппаратная часть – умножитель АЛУ, кольцевой сдвигатель, устройства памяти, формирование адресов, периферия, ввод – вывод аналоговых данных.
Алгоритмы цифровых формирователей сигналов, демодуляторов, устройств синхронизации и их реализация на ЦСП. Согласованные цифровые фильтры и корреляторы. Устройства автоматической регулировки уровня и управления.
5. Лабораторный практикум.
|
№п/п |
№ раздела дисциплины |
Наименование лабораторных работ |
|
1 |
2 |
Исследование алгоритмов ДПФ и БПФ |
|
2 |
4 |
Исследование цифровых не рекурсивных фильтров |
|
3 |
8 |
ЧМ-модем на сигнальном процессоре |
|
4 |
8 |
Генератор сигнала и шума на ЦСП |
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1. Рекомендуемая литература
А) основная литература:
Цифровая обработка сигналов: Справочник / Л.М.Гольденберг,Б.Д.Матюшкин.-М: Радио и связь,1985.-312с,пл.
С. Марков Цифровые сигнальные процессоры.Книга 1.-М.: Фирма МИКРОАТР, Радио и связь,1996,-144с.
В.С. Сперанский Цифровые сигнальные процессоры и их применение для формирования и обработки сигналов: Учебное пособие / МТУСИ, М.:1997г.
Куприянов Н. С., Матюшкин Б. Д. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования. СпБ, Политехника, 1998 г.
Б) дополнительная литература:
Теория и применение цифровой обработки сигналов:Л.,Робинер,Б.Ч.Гоулд.-М.: Радио и связь,1978,-847с,пл.
Цифровые фильтры:анализ и проектирование.А.Антонью,-М.: Радио и связь,1983,-319с,пл.
Марков С. Цифровые сигнальные процессоры. Книга 1-М.:МИКРОАРТ,1996,-144c.
Солонина А. И., Улохович Д. А., Яковлев Д. А. Цифровые процессоры обработки сигналов фирмы "Motorola"., СпБ, изд. БХВ
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Пакет “Matlab 5.3” + “Simulink”.
Симуляторы процессоров TMS 320 c 10 (Jess 10) и ADS P 2181,SIM 2181.
Программа реализации цифрового нерекурсивного фильтра на ЦСП ADSP 2181.
Программы формирования сигнала и шума.
Программа моделирования ЧМ модема на ЦСП.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
УВЦ радиотехнического факультета (дисплейный класс).
Лаборатория цифровых сигнальных процессоров.
8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
Изучение проводить по выбору, в зависимости от наличия имеющихся средств.
Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 201100 Радиосвязь, радиовещание и телевидение направления подготовки дипломированных специалистов 654400 Телекоммуникации.
Программу составили:
Колесниченко Г. И., доцент, Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ),
Сперанский В.С., доцент, МТУСИ,
Ланнэ А.А., профессор, С.-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича.
Программа одобрена на заседании Учебно-методического совета по специальности 201100 Радиосвязь, радиовещание и телевидение направления подготовки дипломированных специалистов 654400 Телекоммуникации 14.12.2000 г., протокол № 1.
Председатель Совета УМО по образованию В.В. Шахгильдян
в области телекоммуникаций