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: poggi@unina.it

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