دنیای امروز، دنیای ارتباطات است. در این میان، اگر کسی بخواهد تا سود کلانی نصیب خود کند یا به اصطلاح سری در سرها درآورد، بایستی از علوم مرتبط با این تکنولوژی ها سر رشته داشته باشد. برای کسب چنین تخصصی بایستی به سراغ رشته ها و علوم مهندسی رفت. در میان علوم ارتباطاتی و مخابراتی، یکی از علوم پایه در رشته های مهندسی به ویژه مهندسی های برق و کامپیوتر و حتی سایر مهندسی های بین رشته ای مثل پزشکی و هسته ای، مباحث مرتبط با تجزیه و تحلیل سیگنال های آنالوگ یا دیجیتال و سیستم های مرتبط با آن ها می باشد. با توجه به اهمیت این عنوان در سطح دانشگاهی و حتی در سطح کلان تر، برای کار با تکنولوژی های ارتباطاتی، گذراندن آموزش هایی مفید برای آشنایی با سیگنال ها و سیستم ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
درس سیگنالها و سیستمها که با نام تجزیه و تحلیل سیستمها نیز شناخته میشود، یکی از دروس تخصصی آزمون کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر است. در درس سیگنال و سیستم با مفاهیم پایهای و بسیار مهمی آشنا میشویم که اکثر دانشجویان رشتههای مهندسی باید کم و بیش با آن مفاهیم آشنا باشند. از مباحث موجود در این درس در پردازش تصویر، مدولاسیون، مخابرات سیار، نمونهبرداری و موارد بسیار زیاد دیگری استفاده میشود. در درس سیگنال و سیستم ابتدا با تعریف «سیگنال» آشنا میشویم. سیگنالهای زمان پیوسته (Continuous-time signals) و سیگنالهای زمان گسسته (Discrete-time signals) را با هم مقایسه کرده و سیگنالهای پایه و خواص مهم آنها در هر دو حوزه زمان پیوسته و زمان گسسته را مورد بررسی قرار میدهیم. سپس به تعریف «سیستم» میپردازیم و با اجزای تشکیل دهنده یک سیستم آشنا شده و همچنین خواص مهم سیستمها را در حوزه زمان پیوسته و زمان گسسته مورد بررسی قرار میدهیم. بعد از آشنایی با سیگنالها و سیستمها و خواص مهم آنها، با مفهوم فرکانس آشنا میشویم و با توجه به اینکه برخی اوقات بررسی خواص سیستمها در حوزه فرکانس نسبت به حوزه زمان سادهتر است، با استفاده از روشهایی همچون سری فوریه، تبدیل فوریه، تبدیل لاپلاس و تبدیل Z، سیگنالها و سیستمها را در حوزه فرکانس تحلیل میکنیم. در این درس با مباحث مهم دیگری مانند انواع فیلترها و همچنین مبحث نمونهبرداری آشنا میشویم.
- فصل یکم: معرفی سیگنال ها و سیستم ها
- تعاریف (سیگنال و سیستم)
- انواع سیگنال ها
- انواع سیستم ها
- ویژگی های سیستم ها
- ویژگی های وابسته به زمان: حافظه دار و بی حافظه بودن، علیت و تغییرپذیری با زمان
- ویژگی های مستقل از زمان: خطی بودن، پایداری و معکوس پذیری
- فصل دوم: سیستم های LTI و بررسی ویژگی های آن ها
- تعریف تابع تبدیل سیستم های LTI یا پاسخ ضربه
- سیستم های LTI پیوسته در زمان و رابطه میان ورودی و خروجی
- سیستم های LTI گسسته در زمان و نحوه ارتباط ورودی و خروجی
- انواع هم بندی سیستم ها
- هم بندی موازی
- هم بندی سری
- هم بندی بازخوردی
- جمع بندی خواص
- فصل سوم: سری فوریه سیگنال های گسسته و پیوسته
- سری فوریه سیگنال های پیوسته در زمان متناوب (شرایط دیریکله و فرمول های آنالیز و سنتز)
- خواص و ویژگی های مرتبط با سری فوریه سیگنال های پیوسته در زمان متناوب
- سری فوریه سیگنال های گسسته در زمان متناوب (فرمول های آنالیز و سنتز)
- خواص و ویژگی های مرتبط با سری فوریه سیگنال های گسسته در زمان متناوب
- ارتباط سری فوریه با سیستم های LTI پیوسته و گسسته
- فصل چهارم: تبدیل فوریه سیگنال های پیوسته و گسسته
- تعریف تبدیل فوریه سیگنال های پیوسته در زمان (فرمول های آنالیز و سنتز)
- خواص و ویژگی های مرتبط با تبدیل فوریه سیگنال های پیوسته
- تعریف تبدیل فوریه سیگنال های گسسته در زمان (فرمول های آنالیز و سنتز)
- خواص و ویژگی های مرتبط با تبدیل فوریه سیگنال های گسسته در زمان
- ارتباط تبدیل فوریه تابع ضربه سیستم های LTI با ضرایب سری فوریه سیگنال
- فصل پنجم: تبدیل لاپلاس
- تعریف فرمول های آنالیز و سنتز تبدیل لاپلاس برای سیگنال های پیوسته در زمان
- شرایط همگرایی و ویژگی های تبدیل لاپلاس
- ارتباط تبدیل لاپلاس و تبدیل فوریه پیوسته در زمان
- فصل ششم: تبدیل Z
- تعریف فرمول های آنالیز و سنتز تبدیل Z برای سیگنال های گسسته در زمان
- شرایط همگرایی و ویژگی های تبدیل Z
- ارتباط تبدیل Z و تبدیل فوریه گسسته در زمان