SEMNALE ȘI SISTEME. Probleme

  CUPRINS:
Acronime si notatii 11

1. SEMNALE ANALOGICE PERIODICE, SERIA FOURIER 19
Breviar teoretic
Probleme

2. CONVOLUTIA SI CORELATIA SEMNALELOR ANALOGICE 35
Breviar teoretic
Probleme

3. DISTRIBUTII 52
Breviar teoretic
Probleme

4. TRANSFORMAREA FOURIER ANALOGICA. SEMNALE DE TIP FUNC IE 89
Breviar teoretic
Probleme

5. TRANSFORMAREA LAPLACE. SEMNALE DE TIP FUNCTIE 130
Breviar teoretic
Probleme

6. ANALIZA TIMP-FRECVENTA 170
Extensiuni distributionale ale transformarilor integrale (pentru capitolele 4 si 5)
Probleme

7. ANALIZA SISTEMELOR ANALOGICE 178
Breviar teoretic
Probleme

8. SEMNALE NUMERICE 216
Breviar teoretic
Probleme

9. CONVOLUTIA SI CORELATIA SEMNALELOR DISCRETE 222
Breviar teoretic
Probleme

10. TRANSFORMAREA FOURIER PERIODICA SI TRANSFORMAREA IN z 236
Breviar teoretic
Probleme

11. ECUATII RECURENTE 249
Breviar teoretic
Probleme

12. ANALIZA SISTEMELOR NUMERICE 259
Breviar teoretic
Probleme

Indicele de materii 295

Bibliografie 297
  PREZENTARE:
Prezenta lucrare are un dublu obiectiv: pe de o parte sa ofere un set de probleme la un nivel care depaseste pe cel de la pregatirea pentru licenta, pe de alta sa ofere un material destinat consolidarii cunostintor dobandite in ciclul de patru ani si a furnizarii unor elemente utile si importante pentru admiterea la forma de masterat. Nu mai putin importanta a fost ideea de a introduce unele elemente care vor fi prezente in materiile de studiu de la masterat cu precadere pentru specializarile Multimedia si Prelucrari Avansate de Semnale. Pentru obiectivele mai inainte formulate, am ales ca in aceasta prima forma sa includem probleme insotite de rezolvari. Alegerea problemelor a decurs din experienta didactica si de cercetare a autorilor.

Pentru prezentarea materialului cuprins in lucrare am ales forma oarecum clasica si anume: semnale analogice (semnale periodice, convolutia si corelatia ca operatii fundamentale sistemice fundamentale, distributiile ca mod de abordare specific in teoria semnalelor, transformarile integrale Fourier si Laplace, extensiunile distributionale ale acestora), o introducere la Analiza timp-frecventa, sistemele analogice si transformarile specifice acestora, semnale numerice (spatii specifice, convolutia si corelatia ca operatii fundamentale sistemice, transformarile Fourier periodica si transformarea in z, ecuatiile recurente ca instrument specific de prelucrare a semnalelor numerice, sisteme numerice si transformarile specifice acestor.

Nivelul de formulare si de continut al problemelor este in mod natural variat. Este important faptul ca la multe probleme sunt incluse comentarii permitand o mai buna insusire a acestuia. Astfel in sectiunea 6, cititorul cunoaste bazele analizei spectrale precum si a familiilor asociate analizei prin Undine (Wavelets).

Pentru anumite probleme au fost propuse mai multe solutii iar in alegerea acestora s-a avut in vedere utilizarea unor metode de calcul moderne, numerizate. Asemenea exemple se refera la descompunerea in fractii elementare, folosind subrutine din MATLAB sau Scilab. De asemenea, au fost folosite rutine de aceeasi provenienta pentru reprezentarea matriceala, pe baza matricelor Toeplitz.

Tinand seama de varietatea notatiilor si conceptelor utilizate, a fost introdusa sectiunea de Acronime si Notatii.

Bibliografia lucrarii permite cititorului sa obtina mai multe detalii privind un o anumita problema.

Indicele de materii atasat permite o cautare rapida a unor subiecte de interes.

In incheiere autorii multumesc doctoranzilor Mihai Ilie si Costin Cojocariu pentru executarea unor desene si grafice din lucrare.

Este important de mentionat ca activitatea legata de conceperea si elaborarea aceste lucrari a avut loc in cadrul programului de masterat PROMISE.

Autorii
  PREFATA:
DESPRE AUTORI

Prof. dr. ing. Cristian NEGRESCU s-a nascut la 06.07.1964 la Constanta Romania, si este doctor inginer in Radiotehnica si radiocomunicatii, profesor universitar.

Studii: 1983-1988 - Institutul Politehnic Bucuresti, Facultatea Electronica si Telecomunicatii, Sectia Radiocomunicatii, Specializarea Electronica si Telecomunicatii; 1994 - stagiu de pregatire pentru doctorat - T.H. Darmstadt, Germania; 1997 - doctor inginer.

Cariera profesionala: 1988-1990 - Inginer la Intreprinderea de Aparate Electronice si Industriale (IEMI - Bucuresti); din 1990 - cadru didactic titular la Institutul Politehnic Bucuresti / Universitatea POLITEHNICA Bucuresti: 1990-1997 - asistent; 1997-1999 - sef de lucrari, 1999-2004 - conferentiar; din 2004 - profesor, toate la departamentul Telecomunicatii, in cadrul facultatii Electronica si Telecomunicatii / Electronica, Telecomunicatii si Tehnologia Informatiei.

Activitatea didactica si de cercetare: Principala activitate didactica de invatamant s-a desfasurat in cadrul facultatii Electronica, Telecomunicatii si Tehnologia Informatiei (ETTI): Discipline la care a desfasurat activitati didactice (curs, seminar, laborator, proiect): Semnale si sisteme (2007-prezent), Analiza si sinteza circuitelor (2008-2010) si (2016-prezent), Analog and Digital Transmissions (1994-2010), Semnale circuite si sisteme (1990-2006), Introducere in prelucrarea semnalului vocal (1996-1997).

Discipline noi, dezvoltate, introduse si predate la ETTI: Mixare, codare si masterizare audio surround (2015 - prezent), Masurarea si caracterizarea sistemelor acustice (2011 - prezent), Perceptia stimulilor audiovizuali (2009-2016), Codoare vocale. Compresia audio mono si multicanal (2009-2014), Inginerie audio (dezvoltat si prezentat impreuna cu prof. Dumitru Stanomir) (2008 - prezent), Tehnici de compresie a semnalelor multimedia (2008 - 2018), Codarea semnalului vocal pentru comunicatii mobile (1998-2009), Codarea si compresia semnalului audio (1998 - 2009), Algoritmi de optimizare si sisteme adaptive (1995-2008).

Incepand cu 2008, in cadrul aceleiasi facultati, organizeaza, doteaza si coordoneaza Laboratorul Multimedia (laborator complex cu 9 sali: Laborator productie continut multimedia, Laborator acustica si psihoacustica, Laborator sisteme multimedia (DVB si Networking), Ansamblu facilitati mixare si masterizare audio/video pentru muzica, voce, televiziune si cinema (include Camera de control Surround 5.1, Camera de control stereo 2.1, Studio inregistrare/Foley/Postsincron, Cabina postsincron voce, Camera de ascultare critica/Masterizare surround, Camera servere).

Distinctii: 1999 Premiul AGIR 1999, Premiul ICT2001.

Recunoasterea stiintifica, publicatii: Autor si/sau coautor la 94 articole stiintifice (37 publicate in reviste de specialitate, 47 lucrari prezentate la conferinte internationale, 10 lucrari prezentate la conferinte nationale. Autor si/sau coautor la 7 carti stiintifice de specialitate si 4 indrumare de laborator. Participare la 29 contracte de cercetare (6 in calitate de coordonator/manager). Membru in Consiliul National pentru Transfer Tehnologic si Inovare - CNTTI (2017-prezent). Membru in CNADTCU (2012-2016). Membru in Consiliul National al Cercetarii - MECS/ANCSI (2015-2016).

Membru in Comisia „Loudness” - CNA (Consiliul National al Audiovizualului) (2013-2016). Afilieri: IEEE, ASA, AES, AGIR Arii de interes stiintific acoperite: Prelucrarea numerica a semnalului vocal (analiza, compresie, sinteza, codare) si a semnalelor audio (compresie, codare, reducere zgomot, clasificare, control camp acustic, virtualizare surse sonore, compensare ecou acustic etc.); Comunicatii multimedia (playere, streamere, procesoare de flux, evaluare calitate audio); Inginerie audio, Psihoacustica; Acustica arhitecturala, Electroacustica. Algoritmi adaptivi pentru filtre FIR si IIR cu aplicatii in telecomunicatii. Deconvolutie oarba cu aplicatii in telecomunicatii.

Lucrari de referinta: Algoritmi pentru prelucrarea semnallui vocal. Teorie si aplicatii in comunicatii GSM (co-autor), Editura Athena, Bucuresti, 1998; Sisteme adaptive (co-autor), Editura Tehnica, 1999, Sisteme si retele GSM (co-autor), Editura Tehnica, Bucuresti, 1999, Codarea semnalului vocal, Editura Printech, Bucuresti, 2004, Codecuri perceptuale audio multicanal, Editura Printech, Bucuresti, 2005.

Prof. dr. ing. STANOMIR Dumitru s-a nascut la 12.09.1930 in Bucuresti, Romania, si este doctor inginer in Radiotehnica, profesor universitar.

Studii: 1949-1954 - Institutul Politehnic Bucuresti, Facultatea Electrotehnica, Sectia Electronica, Specializarea Audiofrecventa; 1973 - doctor inginer; 1973 - stagiu de specializare/schimb de experienta la INT - Franta 1995.

Cariera profesionala: 1954-1956 preparator; 1956-1961 - asistent; 1961-1974 - sef de lucrari; 1974-1990 - conferentiar; 1990-2000 - profesor; din 2000 - profesor emerit, toate la Institutul Politehnic Bucuresti / Universitatea POLITEHNICA Bucuresti.

Activitatea didactica si de cercetare: Principala activitate didactica de invatamant s-a desfasurat in cadrul Facultatii Electronica si Telecomunicatii la laboratoarele si cursl de Electroacustica si la cel de Analiza si sinteza circuitelor, actualmente Semnale, Circuite si Sisteme, pentru care a elaborat lucrarile practice de laborator si a publicat numeroase indumare de laborator, carti de probleme, manuale si cursuri. Dupa 1990, a predat in facultate si in limba franceza studentilor de la Departamentul de Stiinte Ingineresti - in limbi straine, limba franceza. A elaborat si publicat manualul corespunzator in limba franceza. In ultimii ani a predat o parte din cursul de Ingineria sunetului. Din 2000 este conducator de doctorat si a condus numerosi cercetatori, dintre care 15 au obtinut titlul de doctor inginer.

Distinctii: 1995 - Premiul „Gheorghe Cartianu” al Academiei Romane. Membru al Academiei de Stiinte Tehnice din Romania (a fost, pentru doua mandate, presedintele Sectiei de Tehnologia Informatiei si Telecomunicatiilor). In 2013 - Doctor Honoris Causa al Universitatii Tehnice din ClujNapoca. Premiul „Opera Omnia” la Universitatea Politehnica din Bucuresti.

Recunoasterea stiintifica, publicatii: Recenzii in reviste referative - Zentralblatt fur Mathematik (Germania, 600 ref.), Mathematical Reviews (USA, 200 ref.). Co-editor la Scientific Bulletin (UPB), seria electrica; editor asociat la Romanian Journal of Information Science and Technology (Academia Romana). Afilieri: American Mathematical Society (USA), Audio Engineering Society (USA, life member), Academia americana de arte si stiinte, Comisia de Acustica a Academiei Romane - membru in comitetele tehnice, moderator la diferite manifestari stiintifice, COMM (IEEE), SISOM (Academia Romana), vicepresedinte IEEE International Conf. on Telecommunications (Bucharest, 2001). Publicatii: 29 de carti sau monografii; 193 de articole aparute in reviste sau lucrarille unor conferinte nationale si internationale - o mare parte din lucrari sunt mentionate in MathScinet, Reference papers on Signal and Systems de la Atlanta University Library. Schita biografica inclusa in numeroase dictionare de tip Who’s Who.

Arii de interes stiintific acoperite: Teoria semnalelor si sistemelor (metode varationale pentru circuite electrice, topologia circuitelor electrice, grafuri de semnal); Radiatia acustica si electromagnetica (analogii electro-mecano-acustice, metode variationale pentru sisteme sisteme electro-mecano-acustice, formalisme matriceale pentru sisteme cu parametrii distribuiti, sisteme hiperbolice); Prelucrarea numerica a semnalelor (reprezentari generale pentru semnale discrete, probleme inverse, analiza prin undine, analiza wavelet).

Lucrari de referinta: Electroacustica, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1968, Semnale, Circuite si Sisteme (co-autor), Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1980, Metode matematice in teoria Semnalelor (co-autor), Editura tehnica, Bucuresti, 1980, Teoria fizica a sistemelor electromecanice, Editura Academiei Romane, Bucuresti, 1982, Sisteme electroacustice, Editura Tehnica, Bucuresti, 1984, Sisteme analogice si transformarile lor (Premul Academiei Romane, 1995), Editura Athena, Bucuresti, 1995, Semnale si sisteme discrete, Editura Athena, Bucuresti, 1997, Algoritmi pentru prelucrarea semnalului vocal (co-autor), Editura Athena, Bucuresti, 1998, Acustica aplicata, vol. 1 (co-autor), Editura Tincu-Stanomir, Bucuresti, 1999, Semnale si sisteme analogice, Editura Politehnica, Bucuresti, 2002, Theorie des signaux et des systemes, Editura Politehnica, Bucuresti, 2006, Utilizarea teoriei semnalelor si a operatorilor pentru analiza in undine (Wavelet) (co-autor), Editura AGIR, Bucuresti, 2019.
  CUVINTE CHEIE: