Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Procesory sygnałowe w technice audio

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-TLRTM-ISP-PSTA
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Procesory sygnałowe w technice audio
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty obieralne )-Radiokomunikacja i techniki multimedialne-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

PSTA

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest zapoznanie słuchaczy z wykorzystaniem procesorów sygnałowych (DSP) w technice audio, ze szczególnym uwzględnieniem specjalizowanych dla techniki audio procesorów Analog Devices z rodziny SHARC. W wykładzie uwzględniono najnowsze osiągnięcia w zakresie cyfrowego przetwarzania sygnałów audio na procesorach sygnałowych i przedstawia się praktyczne rozwiązania stosowane zarówno w urządzeniach profesjonalnych, jak i powszechnego użytku. Na wstępnie prezentowane są podstawowe informacje na temat procesorów sygnałowych oraz ich programowania, ze szczególnym uwzględnieniem tych elementów, które pozwalają na przetwarzanie sygnałów akustycznych w czasie rzeczywistym. Następnie wprowadza się elementy teorii systemów dyskretnych, w tym filtrów cyfrowych, niezbędne do zrozumienia omawianych w dalszej części konkretnych rozwiązań. Wykład omawia zastosowanie procesorów sygnałowych w cyfrowych, aktywnych zestawach głośnikowych, konwerterach częstotliwości (...)

Pełny opis:

Celem przedmiotu jest zapoznanie słuchaczy z wykorzystaniem procesorów sygnałowych (DSP) w technice audio, ze szczególnym uwzględnieniem specjalizowanych dla techniki audio procesorów Analog Devices z rodziny SHARC. W wykładzie uwzględniono najnowsze osiągnięcia w zakresie cyfrowego przetwarzania sygnałów audio na procesorach sygnałowych i przedstawia się praktyczne rozwiązania stosowane zarówno w urządzeniach profesjonalnych, jak i powszechnego użytku. Na wstępnie prezentowane są podstawowe informacje na temat procesorów sygnałowych oraz ich programowania, ze szczególnym uwzględnieniem tych elementów, które pozwalają na przetwarzanie sygnałów akustycznych w czasie rzeczywistym. Następnie wprowadza się elementy teorii systemów dyskretnych, w tym filtrów cyfrowych, niezbędne do zrozumienia omawianych w dalszej części konkretnych rozwiązań. Wykład omawia zastosowanie procesorów sygnałowych w cyfrowych, aktywnych zestawach głośnikowych, konwerterach częstotliwości próbkowania, przedwzmacniaczach cyfrowych. Dalej przedstawia się zaimplementowane w DSP metody korekcji pola akustycznego, cyfrowej syntezy dźwięku, zarówno mowy jak i muzyki, redukcji hałasu i zniekształceń, eliminacji echa. Przedmiot ma charakter praktyczny (sprzętowo-programowy), projekt obejmuje realizację wybranych algorytmów.


Treść wykładu

  1. Procesory sygnałowe (4g)
    Wstęp o DSP. Zalety i wady DSP. DSP a klasyczny mikroprocesor. Architektura DSP. Procesory sygnałowe i ich wybrane obszary zastosowań. Zastosowania DSP w technice audio. Procesory rodziny SHARC (Analog Devices): współpraca z przetwornikami CA i AC, interfejsy cyfrowe. Dedykowane rozwiązania dla zastosowań w technice audio (Analog Devices Embedded Processors).

  2. Programowanie DSP (4g)
    Zestaw instrukcji. Języki programowania. Struktura programu. Arytmetyka. Struktury danych i tryby adresowania. Praca synchroniczna i asynchroniczna w aspekcie sprzętu i oprogramowania. Zestawy uruchomieniowe. Środowiska wspomagające projektowanie i programowanie.

  3. Systemy czasu dyskretnego (2g)
    Systemy czasu ciągłego i dyskretnego. Liniowość i niezmienność w czasie. Odpowiedź impulsowa i splot. Przekształcenie Laplace`a i Fouriera dla sygnałów ciągłych w czasie. Dyskretne przekształcenie Fouriera i przekształcenie Z dla sygnałów dyskretnych.

  4. Filtry cyfrowe (2g)
    Parametry w dziedzinie czasu i częstotliwości. Filtry FIR, IIR. Filtry decymacyjne i interpolacyjne. Filtr grzebieniowy. Zastosowania. Źródła błędów. Przykłady algorytmów i realizacji.


  5. Cyfrowe aktywne zwrotnice głośnikowe (2g)
    Cyfrowe zwrotnice głośnikowe. Kształtowanie charakterystyki częstotliwościowej zestawu głośnikowego. Korekcja błędów. Kształtowanie charakterystyki fazowej. Zestawy wielodrożne. Problemy synchronizacji. Przykłady algorytmów i realizacji.

  6. Konwertery częstotliwości próbkowania (2g)
    Asynchroniczne i synchroniczne konwertery częstotliwości próbkowania. Przykłady algorytmów i realizacji.

  7. Przedwzmacniacze cyfrowe (2g)
    Koncepcja przedwzmacniacza cyfrowego. Regulacja głośności i zrównoważenia. Korektory charakterystyk częstotliwościowych (korektory graficzne, korektory adaptacyjne). Dynamiczna regulacja wzmocnienia. Przykłady algorytmów i realizacji.

  8. Adaptacyjna korekcja pola akustycznego (2g)
    Symulacja warunków akustycznych pomieszczeń. Pomiary odpowiedzi impulsowej pomieszczenia. Symulacja wczesnych odbić. Symulacja pogłosu. Przykłady algorytmów i realizacji.

  9. Cyfrowa synteza mowy (2g)
    Zastosowania i klasyfikacja metod. Synteza mowy w telekomunikacji. Komunikacja człowiek-maszyna. Wokodery. Syntezatory formantowe - szeregowe i równoległe. Liniowe kodowanie predykcyjne. Modelowanie kanału głosowego. Przykłady algorytmów i realizacji.

  10. Cyfrowa synteza muzyki (4g)
    Klasyfikacja metod. Metody wykorzystujące właściwości dźwięku: synteza tablicowa, granulacyjna, FM, metody widmowe. Konstrukcja oraz fizyczne modele instrumentów muzycznych. Metody syntezy wykorzystujące modelowanie fizyczne: metoda różnic skończonych, metoda falowodowa, metoda modalna, metoda transformacji funkcjonalnych. Przykłady algorytmów i realizacji.

  11. Inne zastosowania(4g)
    Aktywna redukcja hałasu. Redukcja szumów i zniekształceń. Eliminacja echa. Efekty dźwiękowe.




  12. Zakres projektu
    Przewidziane projekty dotyczą realizacji, symulacji i badań wybranych algorytmów przetwarzania sygnałów audio z wykorzystaniem typowego oprogramowania (głównie zintegrowanych środowisk programowych firmy Analog Devices - VisualDSP oraz VisualAudio).
  13. projekt i realizacja wybranych algorytmów

  14. symulacja i badania zrealizowanych algorytmów


Literatura:

    <>
  • K. Benson, Audio Engineering Handbook, McGraw Hill, 1988

  • K. C. Pohlman, Advanced digital audio, SAMS, 1991

  • J. Watkinson,The art. of digital audio, Focal Press, 1994

  • K. C. Pohlman, Principles of digital audio, McGraw Hill, 1995

  • U. Zolzer, Digital audio signal processing, John Wiley & Sons, 1998

  • Steven W. Smith, The Scientist and Engineer`s Guide to Digital Signal Processing, Second Edition, California Technical Publishing, 1999

  • Dag Stranneby, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Metody. Algorytmy. Zastosowania, BTC Korporacja, Warszawa 2004.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-21
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Bobiński
Prowadzący grup: Piotr Bobiński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Bobiński
Prowadzący grup: Piotr Bobiński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-17
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Bobiński
Prowadzący grup: Piotr Bobiński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Bobiński
Prowadzący grup: Piotr Bobiński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2016-10-01 - 2017-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Bobiński
Prowadzący grup: Piotr Bobiński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2015-10-01 - 2016-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Bobiński
Prowadzący grup: Piotr Bobiński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2013-10-01 - 2014-02-23
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Bobiński
Prowadzący grup: Piotr Bobiński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.
pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa tel: (22) 234 7211 https://pw.edu.pl kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-8 (2022-12-14)