74657 - LABORATORIO DI SEGNALI E SISTEMI

insegnamento

ID:

74657

Tipo Insegnamento:

Opzionale

Durata (ore):

64

CFU:

SSD:

CAMPI ELETTROMAGNETICI

Url:

Dettaglio Insegnamento:

INGEGNERIA INFORMATICA E DELL’AUTOMAZIONE/Automazione e robotica Anno: 1

Anno:

2024

Periodo di attività

Secondo Semestre (24/02/2025 - 05/06/2025)

Obiettivi Formativi

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti e alle studentesse gli strumenti per comprendere, progettare e caratterizzare sistemi di elaborazione numerica dei segnali. Le lezioni teoriche saranno integrate da sessioni in laboratorio per la caratterizzazione sperimentale di segnali e sistemi.

Le principali conoscenze acquisite riguardano la conversione A/D e D/A, il rumore di quantizzazione, la FFT, i metodi di progetto di filtri FIR, la realizzazione su piattaforme FPGA di sistemi per l'elaborazione dei segnali e la trasmissione di informazione digitale, e la caratterizzazione sperimentale di tali sistemi nel tempo e in frequenza.

Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di progettare sistemi di elaborazione dei segnali, realizzarli su piattaforma FPGA e caratterizzarli mediante strumenti di misura nel tempo e in frequenza.

Prerequisiti

Le conoscenze e abilità preliminari che studentesse e studenti devono possedere per affrontare gli argomenti e le attività proposti dall’insegnamento sono le conoscenze di base della teoria dei segnali e dei sistemi.
Per la parte di laboratorio è consigliata una minima dimestichezza nell'uso della strumentazione di base (oscilloscopi, generatori di funzione, analizzatori di spettro).

Metodi didattici

Il corso prevede lezioni teoriche in aula ed esercitazioni in laboratorio per esperienze di realizzazione su piattaforma FPGA e caratterizzazione sperimentale, accompagnate da simulazioni al calcolatore. Sono previste esperienze di laboratorio in gruppi.

Il materiale per gli studenti potrà essere fornito anche in lingua inglese.

Verifica Apprendimento

L'esame è opportunamente organizzato per consentire la verifica dell’apprendimento delle conoscenze e delle abilità descritte negli obiettivi formativi.

L'esame consiste di due parti:
- Progetto di un sistema concordato col docente e sua implementazione su piattaforma FPGA;
- Parte orale con due domande sugli argomenti teorici come da programma del corso.

Le due parti saranno sostenute nello stesso giorno e il voto finale terrà conto della valutazione di entrambe le parti.

L'esame potrà essere sostenuto anche in lingua inglese.

Il superamento dell'esame è prova di aver acquisito le conoscenze e le abilità specificate negli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Testi

Il docente fornisce spunti su una parte del materiale presentato e tracce delle esercitazioni al calcolatore utilizzate durante le lezioni.

In aggiunta gli studenti possono trovare spunti utili in
- "Appunti di Sistemi di Telecomunicazione: Laboratorio 1 - Telemisure di Sistemi di Telecomunicazioni basati su DSP", Andrisano, O.; Conti, A.; Dardari, D.;
Società Editrice Esculapio, 2003
- A. Oppenheim, R. Schafer, "Discrete-Time Signal Processing" Prentice Hall
Sanjit K. Mitra, "Digital Signal Processing Laboratory Using MATLAB" WCB/McGraw-Hill,

Contenuti

- Introduzione ai sistemi digitali di processamento dei segnali.
- Segnali a tempo discreti e loro proprietà, conversione A/D e rumore di quantizzazione, conversione D/A
- Trasformate per sistemi a tempo-discreto: trasformata zeta, trasformata discreta di Fourier.
- Tecniche di decimazione e interpolazione.
- Tecniche di progetto di filtri numerici.
- Metodo Monte Carlo
- Introduzione a MATLAB
- Introduzione a piattaforma FPGA
- Esperienze su MATLAB: generazione variabili aleatorie, FFT, filtri FIR digitali, simulazione di un sistema digitale di comunicazione
- Esperienze di realizzazione su piattaforma FPGA: filtri FIR digitali, NCO, sistemi di comunicazione PAM
- Esperienze di realizzazione sistemi di localizzazione mediante dispositivi a banda ultralarga.