Fundamentos de Processamento de Sinal

Introdução ao "DSP Education kit": Geração dum onda sinusoidal em tempo real utilizando uma tabela de pesquisa. Entrada analógica básica "&amp". Saída utilizando o "TM32F746G Disco Board" e atraso do sinal.

Aprendizagem/avaliação por pares: Soma de convolução e deteminação da resposta impulsional dum sistema linear e invariante no tempo utilizando a correlação cruzada.
Trabalho laboratorial: Utilização da placa STM32F7 para a geração e visualização de uma onda sinusoidal e duma realização de ruído branco.

Exercícios convencionais de papel e lápis sobre amostragem e reconstrução de sinais.
Experiências de laboratório sobre amostragem e reconstrução: demonstração de que os efeitos da filtragem dependem da resposta em frequência do filtro (seja em tempo contínuo ou tempo discreto), da função dos diferentes componentes numa cadeia completa de processamento de sinal e dos efeitos das operações de amostragem e reconstrução em ondas sinusoidais, retangulares, triangulares e dente de serra.

Aprendizagem/avaliação por pares: Determinação do centro de gravidade dum sinal em tempo discreto utilizando as propriedades da Transformada de Fourier e determinação analítica e numérica das resposta em frequência dum filtro de média móvel.
Trabalho laboratorial: Medição da resposta em frequência dum filtro de média móvel utilizando duas implementações em tempo real diferentes (equação às diferenças não recursiva e recursiva) na placa "STM32F746G Discovery board".

Aprendizagem/avaliação por pares: Caraterização de filtros COMB FIR e IIR no domínio das frequências.
Trabalhho laboratorial: Medição das respostas em frequências de filtros COMB FOIR e IIR.

Análise da transferência de dados através do acesso direto à memória (DMA) com comparação com a transferência de amostras individuais através da ibnterrupção. Observação das capacidades de representação gráfica de sinais da placa STM32F746G.

Aprendizagem/avaliação por pares: Função de transferência e módulo e fase da resposta em frequência.
Trabalho laboratorial: Dtereminação experimental da resposta em frequência de dois filtros IIR de segunda ordem (All-Pole e All-pass) implementados em tempo real na placa "STM32F746G Discovery".

Aprendizagem/Avaliação por pares: Influência da resposta em frequência dum sistema em tempo discreto num entrada sinusoidal com comprimento inifinito e na alteração da relação sinal-ruído.
Trabalho laboratorial: Projeto, alteração e determinação da resposta em frequência de um filtro FIR "equiripple" de fase linear de ordem 80 e de duas versões modificadas desse filtro. Implementação dos filtros em tempo real na placa "STM32F746G Discovery", medição das suas respostas em frequência e comparação dos valores medidos com os teóricos.

Aprendizagem/avaliação: Projeto e estudo da resposta impulsional e daresposta em frequência de um diferenciador de tempo discreto e um transformador de Hilbert.
Trabalho laboratorial: Medição da resposta em frequência de um diferenciador de tempo discreto e um transformador de Hilbert assim como a resposta destes sistemas a uma onda triangular e a uma onda quadrada.

Resolução de exercícios de papel e lápis baseados em MATLAB sobre transformada discreta de Fourier (DFT) e transformada inversa discreta de Fourier (IDFT), com ênfase nos fenónemos de "repetiçaõ do espetro" ("aliasing") no domínio dos tempos resultante da amsotragem da transformada de Fourier efetuada pela DFT. Projeto, análise e implementação em tempo real na placa " STM32F7 Discovery" dum filtro de rejeição de banda decomposto em blocos de segunda ordem. Conversão deste filtro num filtro Passa-Tudo de sexta ordem através duma alteração do código Cque implementa a série de blocos de segunda ordem.

Exercícios de papel e lápis/Matlab sobre o cálculo da autocorrelação utilizando a FFT e sobre a interpretação das informações contidas num espectrograma. Utilização do FFT numa série de experiências de simulação em tempo real abordando o fenómeno de "leakage", o fenómeno de "aliasing",utilização de janelas e análise espectral em tempo real utilizando tanto a plataforma STM32F7 como o osciloscópio.

Aprendizagem/avaliação entre pares da representação DFT de um sinal discreto periódico e no cálculo da função de autocorrelação usando a definição e a FFT.

Teste laboratorial dum filtro adaptativo com uma configuração de identificação de sistema, explorando o conceito de descida mais íngreme, o impacto do fator de adaptação (β) e a importância da largura de banda do sinal de excitação. Avaliação do desempenho dos grupos em sala de aula.