Presentazione del Corso di Teoria dei Segnali

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Anno accademico 2012 2013 Anno accademico 2012-2013

Presentazione del

Corso di Teoria dei Segnali

Docente: G Poggi

Docente: G.Poggi

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Informazioni generali sul docente

 E mail: poggi@unina it

 E-mail: poggi@unina.it

 Sito Web: www.diet.unina.it/giovanni.poggi/g p gg ➔

http://wpage.unina.it/verdoliv/tds/

 Orario di ricevimento: martedi14.30-16.30

 Studio: via Claudio 21 palazzina 2/A (elettronica) ufficio

 Studio: via Claudio 21, palazzina 2/A (elettronica), ufficio 1.02, tel. 081.76-83151

Sit CdL i i t l i i i i it/

 Sito CdL: www.ingegneria-telecomunicazioni.unina.it/

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Informazioni generali sul corso

 Teoria : circa 54 ore

Laboratorio: circa 18 ore

 Propedeuticità:

Analisi Matematica II Geometria e Algebra Analisi Matematica II, Geometria e Algebra

 Corsi collegati:

Metodi matematici, Fondamenti dei sistemi dinamici

 Modalità d’esame: Prova scritta e al calcolatore, orale

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Libri di Testo

Testo di riferimento:

 L.Verdoliva, “Appunti di Teoria dei Segnali”, http://wpage.unina.it/verdoliv/tds/

Testi di consultazione

 M.Luise, G.Vitetta, “Teoria dei Segnali”, McGraw Hill, seconda ed.

 G.Gelli, F.Verde, “Segnali e Sistemi”, disponibile in rete

 E.Conte, “Lezioni di Teoria dei Segnali”, Liguori Editore

 A V Oppenheim A S Willsky “Signals and Systems” Prentice Hall

 A.V.Oppenheim, A.S.Willsky, Signals and Systems , Prentice Hall

 S.Haykin, B.VanVeen, “Signals and System”, Wiley and Sons

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Che cos’è un segnale?

 Descrive il modo in cui varia una grandezza fisica

 Descrive il modo in cui varia una grandezza fisica misurabile

 Il segnale trasporta informazione sulle caratteristiche del fenomeno fisico

del fenomeno fisico

 L’andamento del segnale può essere rappresentato da

 L andamento del segnale può essere rappresentato da una tabella, una funzione, un grafico

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Esempio di segnale monodimensionale

 Segnale definito attraverso una funzione: x(t)=cos(t)

1.5 2

1 1.5

0 0.5

−1

−0.5

5 10 15 20 25 30

−2

−1.5

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Esempio di segnale monodimensionale

 Segnale vocale x(t)

1

segnale vocale

0.4 0.6 0.8

0 0.2

−0.6

−0.4

−0.2

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

−1

−0.8

−0.6

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Esempio di segnale bidimensionale

 Segnale immagine z(x,y)

y

Immagine

naturale a Ecografia Superficie

x

a u a e a livelli di grigio

g Superficie

lunare

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Esempio di segnale tridimensionale

 Immagine a colori

Rosso Verde

Blu

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Segnale deterministico vs aleatorio

 Quando l’andamento del segnale è perfettamente noto si parla di segnale deterministico

 Se invece non si conosce l’evoluzione del segnale, seg , non dopo averlo osservato, si parla di segnale aleatorio

 La quantità di informazione che trasporta un segnale è legata al livello di incertezza che lo caratterizza

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Classificazione dei segnali

Ampiezza continua

Ampiezza discreta Tempo

continuo

Segnale analogico

Segnale quantizzato Tempo

di t

Segnale discreto

“ ”

Segnale numerico (di it l )

discreto o “sequenza” (digitale)

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Ampiezza continua Ampiezza discreta Tempo continuo Segnale analogico Segnale quantizzato

Tempo discreto Segnale discreto o “sequenza” Segnale numerico (digitale) Tempo discreto Segnale discreto o sequenza Segnale numerico (digitale)

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Obiettivi del corso

 Fornire i principali metodi e strumenti per l’analisi delle

 Fornire i principali metodi e strumenti per l analisi delle proprietà dei segnali

 Presentare le fondamentali tecniche di elaborazione dei segnali

dei segnali

 Studiare il processo di conversione analogico-digitale

 Studiare il processo di conversione analogico digitale

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Analisi di un segnale

 Caratterizzare un segnale mediante parametri sintetici

 Caratterizzare un segnale mediante parametri sintetici (media, energia, potenza)

 Valutare la velocità di variazione di un segnale (funzione di autocorrelazione, spettro, banda)

 Valutare il livello di somiglianza tra due segnali (funzioneg g ( di mutua correlazione)

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Elaborazione di un segnale

 Il sistema è lo strumento matematico che permette di

l b l

elaborare un segnale

D l t di i t t ti è t f i h

 Dal punto di vista matematico è una trasformazione che ad un segnale x(t) fa corrispondere un segnale y(t)

x(t) y(t)=T[x(t)]

Sistema

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Esempi di elaborazione (1)

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Esempi di elaborazione (2)

(18)

Esempi di elaborazione (3)

(19)

Zoom di un’immagine

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Interpolazione

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Conversione analogico-numerica

x(t) x(n) q(n)

Campionamento Quantizzazione

x(t) x(n) q(n)

Segnale

tempo continuo

Segnale

tempo discreto

Segnale

tempo discreto tempo continuo

ampiezza continua

tempo discreto

ampiezza continua

tempo discreto ampiezza discreta

x(t) x[n] q[n]

t n n

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Elaborazione analogica vs digitale

x(t) y(t)

Sistema analogico

x(t) q(n)

Conversione A/D Sistema digitale Conversione D/A

y(n) y(t)

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Sistema di registrazione su CD

p(t) x(t) x(n) q(n)

Quantiz.

y(n) Codifica

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Programma del corso (1)

 Analisi dei segnali nel dominio del tempo

 Operazioni elementari sui segnali

 Concetto di energia e potenzaCo ce o d e e g a e po e a

 Funzione di auto e mutua correlazione

 Analisi dei sistemi nel dominio del tempo

 Proprietà dei sistemi

 Sistemi LTI (Lineari Tempo Invarianti)( p )

 Prodotto di convoluzione

 Sviluppo in serie di Fourier per segnali periodici

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Programma del corso (2)

 Analisi dei segnali nel dominio della frequenza

 Trasformata di Fourier e sue proprietà

 Densità spettrale di energia e di potenzae s à spe a e d e e g a e d po e a

 Analisi dei sistemi nel dominio della frequenza

 Risposta armonica

 Concetto di filtraggio di un segnale

C i l i di it l

 Conversione analogico-digitale

 Teorema del campionamento (ideale e reale)

 Decimazione e espansione