Allmän kursinformation

1. Allmänt

Kursen TSDT18 Signaler & System ger kunskaper om och färdigheter i analys av tidskontinuerliga och tidsdiskreta signaler samt analys och syntes av tidskontinuerliga och tidsdiskreta linjära system.

Under kursarbetet sammanfogas många olika förkunskaper inom analys, linjär algebra, elektriska kretsar och transformteori till en ny teoribildning som är fundamental för fortsatt förståelse av signal- och bildbehandling, reglerteknik, digital kommunikation, avancerad elektronik m.fl. områden.

Några speciellt centrala matematiska verktyg som används i kursen är fourierserieutveckling, fouriertransform, laplacetransform och z-transform, så kursens studenter förutsätts ha gedigna förkunskaper i transformteori.
På en del föreläsningar kan det finnas inslag av begränsad repetition eller en alternativ framställning av något transformsamband, men vid behov av repetition av grunderna för dessa olika transformer så hänvisas du till din tidigare lästa kurslitteratur i ämnet alternativt till motsvarande grundläggande avsnitt i kursboken!

Tips: Kursbokens inledande bakgrundskapitel kan även vara nyttigt för många. Det gäller speciellt räkning med komplexa tal, som är synnerligen centralt i kursen! Du förväntas ha förståelse för och förmåga att hantera de samband och beräkningar som gås igenom i repetitionsdokumentet om komplexa tal.

2. Omfattning

Kursen omfattar 9 föreläsningar (plus 2 extrapass, vid behov), 1 gästföreläsning, ett frågeseminarier och 10 lektioner. Därutöver finns ett obligatoriskt laborationsmoment som utförs i grupper om två studenter.
Förra året omfattade kursen 13 föreläsningar, men på grund av den relativt omfattande mängden videor, så omformas och minskar antalet föreläsningar till 9 i år. Två extratillfällen är dock inlagda i schemat för säkerhets skull – vid behov kan även dessa användas (kanske halva passet).

3. Lärare

Under hösten 2023 är nedanstående personer inblandade i kursen. Examinatorn finns i Hus B, markplanet, korridor D, mellan ingångarna B25 och B27 – rum 2D:549.

Föreläsningar och examination:

Lasse Alfredsson
lasse.alfredsson@liu.se
Tel: 013-282645

Lektionsassistenter i TSDT18:

• Ziliang Xiong (Y3a & c)
• James Waguespack (Y3b & c)
• Ioannis Athanasiadis (Med3, Yi3)

Lektionsassistenter i TSDT84:

• Rasmus Uhlin (Grupp 1)
• Ioannis Athanasiadis (Grupp 2)

Laborationer:

Lina Tunell, Adrian Kjellén, Adam Lundgren, Leo Ledenstam och Viktor Bergkvist

Administratör:

Karin Oldbring.
Tel: 013-282992

4. Kurslitteratur

Det finns en bred flora av böcker som är lämpliga som kurslitteratur. Den här kursen följer innehållet i “Linear Systems and Signals” av B. P. Lathi, 2:a upplagan från 2010.
I kursboken, som kan köpas på Bokakademin samt eventuellt på Akademibokhandeln i Zenit-huset, finns såväl teoridel som kursens lektionsuppgifter.

Kursboken är även tillgänglig som elektronisk bok på Linköpings universitetsbibliotek.

OBS - om du använder/läser den elektroniska versionen av kursboken, så bör du vara medveten om att:

• Matematiska samband inte alltid ser så “snygga” ut i den löpande texten. Den tryckta versionen är mer lättläst.

• Det finns felaktigheter i en del matematiska uttryck i boken, som t.ex. att det kan fattas ett minustecken. Detta beror nog på en dålig OCR-tolkningar av den inskannade texten. Det kan t.ex. stå $e^t$ i stället för $e^{-t}$ eller $e^{-1}$ i stället för $e^{-t}$, vilket kan ge allvarliga konsekvenser för förståelsen av texten. Eftersom jag inte vet hur ofta detta förekommer, så rekommenderar jag i första hand att du köper/lånar och använder den tryckta boken i stället för den elektroniska/digitala versionen. I andra hand, om du själv ändå föredrar den elektroniska versionen, så rekommenderar jag dig att dubbelkolla med någon kurskamrats tryckta bok om du hittar matematiska samband som verkar vara felaktiga. Du kan naturligtvis även fråga mig eller någon av lektionsassistenterna.

  Här är kända fel (meddela mig gärna om du hittar fler!):

  • Räkneuppgift 2.4-11b: “$(2(t-3\ldots$” i exponenten ska vara “$(-2(t-3\ldots$”, dvs. det inledande minustecknet saknas.

  • Räkneuppgift 4.3-1b och 4.3-8a): “$-1$” i exponenten ska vara “$-t$” i båda fallen.

  • Räkneuppgift 2.6-7: Det står “$h(t)=\sum_{i=0}^\infty (0.5)^i\infty(t−i)$”, men det ska vara “$\delta(t-i)$” och inte “$\infty(t−i)$”.

    Felen ovan är i kursbokens räkneuppgifter, men de finns förstås inte i examinatorns motsvarande handskrivna svenska uppgifter.

Det finns andra böcker som kan rekommenderas som alternativ teoribok i kursen:

• “Signals and Systems, A Matlab Integrated Approach” av Oktay Alkin, CRC Press 2014. En mycket trevlig och lättläst bok, med många medföljande matlabfunktioner som stöd för inlärningen. Priset är ungefär samma som Lathis bok. Finns också på Bokakademin.
• “Från insignal till utsignal”, Sune Söderkvist, Tryckeriet Erik Larsson 2007. Finns också på Bokakademin, men säljs bara i ett lite dyrare paket med tillhörande övningsbok och formelsamling.

Det som tillkommer, utöver kursbok, är:

• En kursspecifik formelsamling, “Formelsamling för Signaler & System”, ver. 2.0 2015, av Lasse Alfredsson. Finns att köpa på Bokakademin. Formelsamlingen får tas med som hjälpmedel på tentan – se avsnittet Examination nedan.

  • Errata till formelsamlingen, ver. 2.0

• Lektionsuppgifter med lösningsförslag – finns i kursrummet i Lisam – se mer info på lektionswebbsidan.

5. Viktning av kurslitteraturen

I princip hela kursboken ingår, utom kapitel 10, State-Space Analysis. Vissa delkapitel läses kursivt/översiktligt. Med detta menas att det är lämpligt – och oftast starkt rekommenderat – att du läser avsnitten, men delarna utgör inga centrala moment i kursen. Det kommer därför inga enskilda tentafrågor på de avsnitten. I vissa fall ingår avsnitten till viss del, vilket i så fall finns förklarat i texten nedan:

Utgår:

• 4.4-1
• 4.6-5
• 10 – men läs dock gärna kapitlets inledning kursivt (sid. 898–901).

Läses kursivt:

• Tabell 2.1, sid. 177: I kursen beräknas alla faltningar. Faltningstabellen kommer inte att ingå i formelsamlingen.
• 2.8 (Appendix 2.1)
• 3.12 (Appendix 3.1)
• 4.6-1 till 4.6-4: Du behöver inte lära dig de olika realisationsformerna (direktformerna). Du behöver bara kunna utföra någon slags realisering av system av högst ordning 2. Exempel 4.19 på sid. 403–404 är ett bra exempel på vilka typer av realiseringar du skall kunna hantera.
• 4.7-1
• 4.9-1 till 4.9-4: Läs om hur amplitud- och faskaraktäristiken uppför sig asymptotiskt, men du behöver inte kunna rita Bodediagram (det får du däremot göra i den kommande kursen Reglerteknik).
• 5.4, sid. 525–529: Du behöver inte lära dig de olika realisationsformerna (direktformerna). Du behöver bara kunna utföra någon slags realisering av (del-)system av högst ordning 2. Exempel 5.8 på sid. 526–528 ett bra exempel på vilka typer av realiseringar du skall kunna hantera (i valfri direktform).
• 6.5: Jämför fourierserieutvecklingens ortogonala basfunktioner med vektorrummets ortogonala basvektorer, vilket ger en fördjupad förståelse av fourierserieutveckling. Kapitlet rekommenderas varmt, men är inte nödvändigt för traditionella fourierserieberäkningar.
• 6.6
• 7.4-2
• 8.6: Det kommer ingen tentafråga på FFT, men varje ingenjör som läst en signalbehandlingskurs bör (skall) åtminstone översiktligt veta vad FFT är (DFT är en transform, FFT är en algoritm för att beräkna DFT:n)!

6. Examination

Examinationen består av två delar:

1. TEN1 (5 hp): En skriftlig tentamen.
   Tillåtna hjälpmedel på tentan miniräknare med tömt minne samt följande formelsamlingar (du får ha med vilka du vill):

   • “Formelsamling i Signaler & System “, Lasse Alfredsson.
     (Du klarar dig med den formelsamlingen – allt du behöver från Sunes och MAI:s formelsamlingar finns i denna formelsamling!)
   • “Formler & Tabeller”, Sune Söderkvist
   • “Transformteori: sammanfattning, formler och lexikon” eller “Formelsamling för Fourieranalys”, dvs. MAI:s formelsamlingar i transformteori respektive fourieranalys.

2. LAB1 (1 hp): Ett laborationsmoment där ett antal datoruppgifter löses med hjälp av Matlab.

   • För närmare information om laborationsmomentet, se webbsidan Laborationer.