TEORIA DEI SEGNALI - canale 2

ING-INF/03 - 9 CFU - 2° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

LAURA GALLUCCIO


Obiettivi formativi

Acquisire capacita’ di analisi di problemi semplici descritti in termini probabilistici; Capacita’ di analizzare le caratteristiche di segnali determinati e aleatori; capacita’ di formalizzare matematicamente i risultati di trasformazioni di sistemi lineari su segnali determinati e aleatori. Conoscenze delle funzioni di trasformazione operate da componenti base di un sistema di comunicazione


Prerequisiti richiesti

Capacita’ di risoluzione di integrali, derivate e disequazioni, conoscenza di numeri complessi, fasori, capacita’ di analisi di circuiti elettrici elementari di tipo RC



Frequenza lezioni

Frequenza non obbligatoria, sebbene fortemente consigliata

 

 

PROVA D’ESAME

Progetti e/o Elaborati

Non sono previsti progetti o elaborati

Prove in itinere

E’ prevista una prova in itinere finalizzata a testare la capacita’ di trattare problemi descritti in termini probabilistici; la prova in itinere ha durata di due ore ed e’ costituita da due esercizi e due domande a risposta aperta. La prova in itinere, se superata, esonera lo studente che si presenti alla prima sessione di esami della parte di esame finale relativa alla Teoria delle Probabilita’ e variabili aleatorie. Il voto riportato nella prova in itinere ha peso 1/2 nella valutazione finale.

Appelli

Esame scritto costituito da due esercizi e due domande di teoria; se superato lo studente ha facolta’ di accettare il voto ottenuto allo scritto o di sostenere l’esame orale. In questo caso il voto finale e’ costituito dalla votazione riportata nello scritto opportunamente incrementata/decrementata in accordo all’andamento dell’esame orale.



Contenuti del corso

Parte 1. Teoria della Probabilita

Esperimento aleatorio; probabilita’, teorema di Bayes; teorema della probabilita’ totale; Variabili aleatorie, funzione densita’ di probabilita’ e distribuzione cumulativa; trasformazione di una variabile aleatoria; indici caratteristici di una distribuzione; variabile aleatoria Gaussiana, altre variabili aleatorie notevoli, teorema del limite centrale.

Parte 2. Analisi dei segnali determinati periodici e aperiodici a tempo continuo

Definizione ed esempi di segnali; proprieta’ elementari dei segnali; Analisi armonica dei segnali periodici; spettri di ampiezza e fase e loro proprieta’; segnali pari, dispari, alternativi; sintesi di un segnale a partire da un numero limitato di armoniche. L’integrale di Fourier; proprieta’ della trasformata di Fourier; teoremi sulla trasformata di Fourier (linearita’, dualita’, ritardo, cambiamento di scala, modulazione, derivazione, integrazione, prodotto, convoluzione); trasformata di Fourier della funzione generalizzata impulsiva d di Dirac e trasformate notevoli; Periodicizzazione e formule di Poisson; Teorema del campionamento.

Parte 3.Sistemi lineari e stazionari, e trasformazioni di segnali determinati

Concetto di “sistema” e trasformazione di un segnale; proprieta’ dei sistemi monodimensionali; caratterizzazione e analisi dei sistemi lineari stazionari (risposta impulsiva e risposta in frequenza); ; decibel; sistemi in cascata e in parallelo; Filtri ideali passa_basso, passa_alto, passa_banda,elimina_banda; flltri reali; banda di un segnale e di un sistema; cenni sulle distorsioni introdotte da filtri; Teorema di Parseval e densita’ spettrale di energia; densita’ spettrale di potenza; funzione di autocorrelazione; teorema di Wiener-Khintchine; densita’ spettrale di potenza di segnali periodici.

Parte 4. Segnali aleatori e trasformazioni elementari di segnali aleatori

Processi aleatori tempo continuo; processi aleatori parametrici; Indici statistici di I e II ordine di un processo aleatorio; Stazionarieta’; Filtraggio di un processo aleatorio stazionario in senso lato; densita’ spettrale di potenza di un processo a tempo continuo stazionario; Rumore bianco e processi aleatori gaussiani a tempo continuo; Ergodicita’.

 

 

Argomento

CFU/ORE

Riferimenti

Teoria della Probabilita

Esperimento aleatorio; probabilita’ , teorema di Bayes; teorema della probabilita’ totale; Variabili aleatorie, funzione densita’ di probabilita’ e distribuzione cumulativa; trasformazione di una variabile aleatoria; indici caratteristici di una distribuzione; variabile aleatoria Gaussiana e altre variabili notevoli (esponenziale, di Poisson, Bernoulli, uniforme), Teorema del limite centrale

 

 

2,5cfu/21,5 ore

1)

Analisi dei segnali determinati periodici a tempo continuo

Definizione ed esempi di segnali; proprieta’ elementari dei segnali; Analisi armonica dei segnali periodici; spettri di ampiezza e fase e loro proprieta’; segnali pari, dispari, alternativi; sintesi di un segnale a partire da un numero limitato di armoniche.

 

1cfu/7 ore

1) e 2)

Analisi dei segnali determinati aperiodici a tempo continuo

L’integrale di Fourier; proprieta’ della trasformata di Fourier; teoremi sulla trasformata di Fourier (linearita’, dualita’, ritardo, cambiamento di scala, modulazione, derivazione, integrazione, prodotto, convoluzione; trasformata di Fourier della funzione generalizzata impulsiva delta di Dirac e trasformate notevoli; Periodicizzazione e formule di Poisson; Teorema del campionamento.

2,5cfu/21,5 ore

1) e 2)

Sistemi lineari e stazionari, e trasformazioni di segnali determinati

Concetto di “sistema” e trasformazione di un segnale; proprieta’ dei sistemi monodimensionali; caratterizzazione e analisi dei sistemi lineari stazionari (risposta impulsiva e risposta in frequenza); ; decibel; sistemi in cascata e in parallelo; Filtri ideali passa_basso, passa_alto, passa_banda,elimina_banda; flltri reali; banda di un segnale e di un sistema; cenni sulle distorsioni introdotte da filtri; Teorema di Parseval e densita’ spettrale di energia; densita’ spettrale di potenza; funzione di autocorrelazione; teorema di Wiener-Khintchine; densita’ spettrale di potenza di segnali periodici.

1,5 cfu/ 14,5 ore

1)

Segnali aleatori e trasformazioni elementari di segnali aleatori

Processi aleatori tempo continuo; processi aleatori parametrici; Indici statistici di I e II ordine di un processo aleatorio; Stazionarieta’; Filtraggio di un processo aleatorio stazionario in senso lato; densita’ spettrale di potenza di un processo a tempo continuo stazionario; Rumore bianco e processi aleatori gaussiani a tempo continuo; Ergodicita’.

1,5cfu/14,5 ore

1) e 2)



Testi di riferimento

1) Marco Luise, Giorgio Vitetta: Teoria dei Segnali, Mc Graw Hill

2) Leon Couch: Fondamenti di Telecomunicazioni, VII Ed. Pearson, Prentice Hall


Altro materiale didattico

Dispense delle lezioni pubblicate su Studium

Esempi di domande e di esercizi sono disponibili su Studium

Competenze minime necessarie al superamento dell’esame

Capacita’ di analizzare matematicamente le trasformazioni operate su variabili casuali

Capacita’ di analizzare matematicamente le trasformazioni operate da filtri ideali su segnali determinati

Capacita’ di analizzare matematicamente le trasformazioni operate da filtri ideali su segnali aleatori rappresentati da processi gaussiani; Rumore termico



Programmazione del corso

 *ArgomentiRiferimenti testi
1*Si veda quanto riportato nel syllabus1) e 2) 
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

PROVA D’ESAME

Progetti e/o Elaborati

Non sono previsti progetti o elaborati

Prove in itinere

E’ prevista una prova in itinere finalizzata a testare la capacita’ di trattare problemi descritti in termini probabilistici; la prova in itinere ha durata di due ore ed e’ costituita da due esercizi e due domande a risposta aperta. La prova in itinere, se superata, esonera lo studente che si presenti alla prima sessione di esami della parte di esame finale relativa alla Teoria delle Probabilita’ e variabili aleatorie. Il voto riportato nella prova in itinere ha peso 1/2 nella valutazione finale.

Appelli

Esame scritto costituito da due esercizi e due domande di teoria; se superato lo studente ha facolta’ di accettare il voto ottenuto allo scritto o di sostenere l’esame orale. In questo caso il voto finale e’ costituito dalla votazione riportata nello scritto opportunamente incrementata/decrementata in accordo all’andamento dell’esame orale.


PROVE IN ITINERE

E’ prevista una prova in itinere finalizzata a testare la capacita’ di trattare problemi descritti in termini probabilistici; la prova in itinere ha durata di due ore ed e’ costituita da due esercizi e due domande a risposta aperta. La prova in itinere, se superata, esonera lo studente che si presenti alla prima sessione di esami della parte di esame finale relativa alla Teoria delle Probabilita’ e variabili aleatorie. Il voto riportato nella prova in itinere ha peso 1/2 nella valutazione finale.


PROVE DI FINE CORSO

Esame scritto costituito da due esercizi e due domande di teoria; se superato lo studente ha facolta’ di accettare il voto ottenuto allo scritto o di sostenere l’esame orale. In questo caso il voto finale e’ costituito dalla votazione riportata nello scritto opportunamente incrementata/decrementata in accordo all’andamento dell’esame orale.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Reperibili su Studium




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