Anno accademico 2010 2011Anno accademico 2010-2011
Presentazione delCorso di Teoria dei Segnali
Docente: G PoggiDocente: G.Poggi
Informazioni generali sul docente
E mail: poggi@unina itE-mail: [email protected]
Sito Web: www.diet.unina.it/giovanni.poggi/ ➔g p ggwww.diet.unina.it/luisa.verdoliva/
Orario di ricevimento: venerdi14.30-17.00
Studio: DIBET via Claudio 21 Fabb 2/A ufficio 1 02Studio: DIBET, via Claudio 21, Fabb. 2/A, 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/
Informazioni generali sul corso
Teoria : circa 54 oreTeoria : circa 54 ore Laboratorio: circa 18 ore
Propedeuticità:Analisi Matematica II Geometria e AlgebraAnalisi Matematica II, Geometria e Algebra
Corsi collegati:Corsi collegati:Metodi matematici, Fondamenti dei sistemi dinamici
Modalità d’esame: Prova scritta e al calcolatore, orale
Libri di Testo
Testo di riferimento:
L.Verdoliva, “Appunti di Teoria dei Segnali”, www.diet.unina.it/luisa.verdoliva/
Testi di consultazione
M.Luise, G.Vitetta, “Teoria dei Segnali”, McGraw Hill, seconda ed.
G.Gelli, F.Verde, “Segnali e Sistemi”, www.die.unina.it/giacinto.gelli
E.Conte, “Lezioni di Teoria dei Segnali”, Liguori Editore
A V Oppenheim A S Willsky “Signals and Systems” Prentice HallA.V.Oppenheim, A.S.Willsky, Signals and Systems , Prentice Hall
S.Haykin, B.VanVeen, “Signals and System”, Wiley and Sons
Che cos’è un segnale?
Descrive il modo in cui varia una grandezza fisicaDescrive il modo in cui varia una grandezza fisicamisurabile
Il segnale trasporta informazione sulle caratteristichedel fenomeno fisicodel fenomeno fisico
L’andamento del segnale può essere rappresentato daL andamento del segnale può essere rappresentato dauna tabella, una funzione, un grafico
Esempio di segnale monodimensionale
Segnale definito attraverso una funzione: x(t)=cos(t)Segnale definito attraverso una funzione: x(t)=cos(t)2
1
1.5
0
0.5
−1
−0.5
5 10 15 20 25 30−2
−1.5
Esempio di segnale monodimensionale
Segnale vocale x(t)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
Esempio di segnale bidimensionale
Segnale immagine z(x,y)
y
Immaginenaturale a Ecografia Superficie
x
a u a e alivelli di grigio
g Superficielunare
Esempio di segnale tridimensionale
Immagine a coloriImmagine a colori
Rosso
Verde
Blu
Segnale deterministico vs aleatorio
Quando l’andamento del segnale è perfettamente noto siparla 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 èlegata al livello di incertezza che lo caratterizza
Classificazione dei segnali
Ampiezzacontinua
Ampiezzadiscreta
Tempocontinuo
Segnale analogico
Segnale quantizzato
Tempo di t
Segnale discreto “ ”
Segnale numerico (di it l )discreto o “sequenza” (digitale)
Ampiezza continua Ampiezza discretaTempo continuo Segnale analogico Segnale quantizzato
Tempo discreto Segnale discreto o “sequenza” Segnale numerico (digitale)Tempo discreto Segnale discreto o sequenza Segnale numerico (digitale)
Obiettivi del corso
Fornire i principali metodi e strumenti per l’analisi delleFornire i principali metodi e strumenti per l analisi delleproprietà dei segnali
Presentare le fondamentali tecniche di elaborazionedei segnalidei segnali
Studiare il processo di conversione analogico-digitaleStudiare il processo di conversione analogico digitale
Analisi di un segnale
Caratterizzare un segnale mediante parametri sinteticiCaratterizzare un segnale mediante parametri sintetici(media, energia, potenza)
Valutare la velocità di variazione di un segnale (funzionedi autocorrelazione, spettro, banda)
Valutare il livello di somiglianza tra due segnali (funzioneg g (di mutua correlazione)
Elaborazione di un segnale
Il sistema è lo strumento matematico che permette dil b lelaborare un segnale
D l t di i t t ti è t f i hDal punto di vista matematico è una trasformazione chead un segnale x(t) fa corrispondere un segnale y(t)
x(t) y(t)=T[x(t)]Sistema
Esempi di elaborazione (1)
Esempi di elaborazione (2)
Esempi di elaborazione (3)
Zoom di un’immagine
Interpolazione
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 discretotempo continuo
ampiezza continuatempo discretoampiezza continua
tempo discretoampiezza discreta
x(t) x[n] q[n]
t n n
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)
Sistema di registrazione su CD
p(t) x(t) x(n) q(n)Quantiz.
y(n)Codifica
Programma del corso (1)
Analisi dei segnali nel dominio del tempoAnalisi dei segnali nel dominio del tempoOperazioni elementari sui segnaliConcetto di energia e potenzaCo ce o d e e g a e po e aFunzione di auto e mutua correlazione
Analisi dei sistemi nel dominio del tempoAnalisi dei sistemi nel dominio del tempoProprietà dei sistemiSistemi LTI (Lineari Tempo Invarianti)( p )Prodotto di convoluzione
Sviluppo in serie di Fourier per segnali periodiciSviluppo in serie di Fourier per segnali periodici
Programma del corso (2)
Analisi dei segnali nel dominio della frequenzaAnalisi dei segnali nel dominio della frequenzaTrasformata di Fourier e sue proprietàDensità 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 frequenzaRisposta armonicaRisposta armonicaConcetto di filtraggio di un segnale
C i l i di it lConversione analogico-digitaleTeorema del campionamento (ideale e reale)Decimazione e espansioneDecimazione e espansione