Zvezni signali in sistemi

Opis predmeta

Časovno zvezni linearni vzročni časovno invariantni sistemi (LTI, sistemska enačba).

Zvezni signali (definicija, vrste signalov in komponiranje signalov, značilne vrednosti). Predstavitev in analiza zveznih signalov (amplitudni in fazni spekter, energijski in močnostni spekter), Laplaceova transformacija.

Definicija, lastnosti in omejitve strnjenega linearnega sistema/vezja, model vezja. Topološki opis vezja, vpadna matrika, matrika mreže, vejna, zančna in vozliščna metoda opisa sistema. Transformacija virov.

Klasična analiza vezja z interpretacijo rešitve, konvolucija. Izmenična analiza: kazalci, sistemska funkcija, kompleksna moč, enovhodna vezja (ekvivalence, teorem o maksimalnem prenosu moči, resonanca), dvovhodna vezja (parametri in združevanje, preslikave impedanc, impedančno prilagajanje, prevajalne funkcije), Bodejev diagram.

Analiza sistemov s Fourierjevo vrsto in Fourierjevo transformacijo. Analiza sistemov z Laplaceovo transformacijo.

Predmet učimo na programih

Elektrotehnika 1. stopnja

Cilji in kompetence

Cilj predmeta je podati znanje o linearnih vezjih in sistemih, vključno s povezovanjem signalnih domen in analiz linearnih sistemov.

Študent spozna temeljnega znanja o strnjenih električnih vezjih in analizah linearnih električnih vezij in linearnih sistemov. Spozna predstavitve, komponiranja in analize zveznih signalov vključno s spektri in Laplaceovo transformacijo. Spoznavanje sistemskih vidikov in temeljna znanj ter razumevanj analize linearnih sistemov in izbranih fenomenov v linearnih sistemih, povezanih s komunikacijami.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja podajajo teoretične osnove in osnovne načine sklepanja, ki so redno podkrepljeni s primeri. Avditorne vaje podajajo več primerov z namenom izboljšanja analitičnih spretnosti in osvetljevanja dodatnih vidikov. Oba procesa sta podprta z uporabo odprtega spletnega simulatorja vezij, ki omogoča prikaze v predavalnici in prostovoljno konstruktivno delo študentov doma. Gre za pokrivanje obvladljivih primerov linearnih sistemov v smislu odziva na dano vzbujanje. Reprezentacije signalov v različnih domenah so podprte z uporabo Jupyter Python okolja, ki sodeluje s simulatorjem.

Predvideni študijski rezultati

Študent bo po opravljenem modulu zmožen:

Klasificirati sistem glede na linearnost, časovno invariantnost in vzročnost;
Izbrati in uporabiti predstavitev signalov;
Uporabiti osnovne operacije na signalih
Analizirati odzive sistema v smislu; prehodnih pojavov in stacionarnih stanj ter lastnih odzivov;
Izbrati metodo analize sistema na podlagi tipa vhodnega signala;
Opraviti kompleksne analize signalov ter njihovih odzivov, kot so izračun amplitudnega ter faznega spektra;
Opraviti harmonično analizo linearnega sistema vključno z dvopoli in četveropoli.

Temeljni viri in literatura

1. B. P. Lahti: Linear Systems and Signals, Oxford University Press, 2005.

2. A. V. Oppenheim, A. S. Willsky: Signals and Systems, Pearson Education Lim., 2014.

3. J. Mlakar: Linearna vezja in signali, Založba FE in FRI, 2007.

4. A. Košir: Linearna vezja in signali, zbirka rešenih vaj, Založba FE in FRI, 2005.