CODICE 107330 ANNO ACCADEMICO 2022/2023 CFU 9 cfu anno 2 INGEGNERIA BIOMEDICA 8713 (L-8) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/03 SEDE GENOVA PERIODO Annuale MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE L'insegnamento ha lo scopo di fornire i principi di base dell'analisi spettrale di segnali continui e discreti e della loro trasformazione mediante sistemi lineari e non lineari, della teoria della probabilità, delle variabili aleatorie, dei processi aleatori e delle tecniche di trasmissione dei segnali su canali rumorosi. Tali argomenti sono fondamentali in relazione a metodi e applicazioni che fanno uso di segnali, sia per il loro trattamento che per l'analisi. Inoltre sono fornite le basi per la comprensione e l'applicazione dei metodi statistici. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Principi di base su segnali e sistemi lineari. Analisi spettrale di segnali continui; segnali discreti; campionamento e conversione analogico/digitale. Teoria dei fenomeni aleatori: probabilità, variabili aleatorie, processi aleatori. Tecniche PAM, PCM, modulazioni analogiche. Tecniche di trasmissione dei segnali su canali rumorosi. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Nel primo semestre il corso si prefigge di fornire agli studenti la teoria della elaborazione dei segnali continui e dei corrispondenti sistemi con particolare riferimento alla trasformata di Fourier, all'analisi in frequenza dei segnali anche periodici e dei sistemi Lineari Tempo Invarianti (LTI). Viene quindi introdotto il campionamento sia ideale che nelle sue versioni reali, la quantizzazione e la conversione dei segnali mediante la tecnica PCM. Si affronta poi il problema della trasmissione discreta mediante tecnica PAM e della multiplazione sia nel tempo che in frequenza. Nel secondo semestre viene presentata la teoria dei fenomeni aleatori, che si compone delle tre parti di probabilita`, variabili aleatorie e processi aleatori. Si affronta quindi il problema della trasmissione passabanda su canali rumorosi, descrivendo le modulazioni lineari, AM, DSB e SSB, ed angolari, FM e PM. Al termine dell'insegnamento lo studente dovra` - conoscere le basi teoriche dell'analisi ed elaborazione dei segnali continui; - conoscere e saper utilizzare la trasformata di Fourier continua; - saper trasformare la descrizione grafica di segnali periodici in formula analitica sia nel tempo che in frequenza; - conoscere sotto quali condizioni il campionamento sia ideale che reale permetta l'esatta ricostruzione del segnale; - saper calcolare i parametri che permettono la ricostruzione esatta dopo campionamento effettuato mediante funzioni periodiche; - conoscere e saper utilizzare per la risoluzione di problemi la descrizione dei sistemi LTI sia in termini di risposta all'impulso che di risposta in frequenza; - conoscere e saper utilizzare la teoria dei fenomeni aleatori; - conoscere e saper utilizzare la teoria delle trasmissioni analogiche passa-banda. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni frontali. Esercizi svolti in preparazione agli scritti. PROGRAMMA/CONTENUTO Segnali e sistemi: sistemi LTI, la trasformata e la serie di Fourier, spettri di densita` di potenza e di energia, risposta all'impulso e in frequenza dei sistemi LTI, filtri. Campionamento e quantizzazione. Rappresentazione dei segnali. Segnali e sistemi a tempo discreto. Teoria della probabilita`. Variabili aleatorie. Processi aleatori Rumore e Modulazioni TESTI/BIBLIOGRAFIA Dispense e appunti dei docenti. Per consultazione: A. Bruce Carlson. Communication systems. McGraw–Hill, New York, 1986 Leon W. Couch. Fondamenti di telecomunicazioni. Apogeo, 2002 Keith Devlin. La lettera di Pascal. Rizzoli, 2008 S. Benedetto E. Biglieri. Teoria dei segnali determinati. Boringhieri, 1977 S. Benedetto E. Biglieri. Teoria delle probabilità e variabili casuali. Quaderni di Elettronica, Bollati Boringhieri, 1977 A. Papoulis. Signal Analysis. McGraw–Hill, 1977 A. Papoulis. Probability, Random Variables, and Stochastic Processes. McGraw–Hill, 1991 DOCENTI E COMMISSIONI SILVANA DELLEPIANE Ricevimento: Su appuntamento ALDO GRATTAROLA Ricevimento: Il ricevimento studenti è su appuntamento previa richiesta via email. Si garantiscono, se ci sono richieste, almeno due slot di un'ora ciascuna alla settimana. In caso di didattica a distanza o mista il ricevimento studenti può avvenire su piattaforma Microsoft Teams con richiesta anche mediante messaggi Teams. CARLO ANDREA BRACCINI Ricevimento: L'insegnamento è erogato in lingua inglese. Si rimanda alla scheda-insegnamento compilata in tale lingua. Commissione d'esame ALDO GRATTAROLA (Presidente) CARLO ANDREA BRACCINI FEDERICA FERRARO SILVANA DELLEPIANE (Presidente Supplente) LEZIONI INIZIO LEZIONI https://corsi.unige.it/8713/p/studenti-orario Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME L'esame si compone di una prova scritta e una prova orale. La prova scritta puo` essere affrontata anche mediante due compitini, relativi al programma svolto nel primo e nel secondo semestre. Le prove scritte consistono nella risoluzione di problemi. I voti della prova scritta e della prova orale vengono considerati entrambi per la determinazione del voto finale, secondo un criterio non matematico che tiene conto della valutazione complessiva del candidato, anche in continuità con la storia pregressa del corso. MODALITA' DI ACCERTAMENTO L'esame scritto valutera` la capacita` di risolvere problemi relativi al programma svolto. Sono valutate la correttezza formale, la capacita` di eseguire calcoli, la capacita` di applicare le formule ed i concetti spiegati a lezione, la chiarezza espositiva, l'ordine dell'elaborato e la calligrafia. L'esame orale valutera` la comprensione degli argomenti svolti a lezione. Sono valutate la correttezza formale, la comprensione dei concetti, la capacita` di ragionamento critico, la qualita` dell'esposizione, l'utilizzo di un lessico appropriato alla circostanza. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 12/01/2023 15:00 GENOVA Scritto 02/02/2023 15:00 GENOVA Scritto 01/06/2023 15:00 GENOVA Scritto 21/06/2023 15:00 GENOVA Scritto 10/07/2023 15:00 GENOVA Scritto 07/09/2023 15:00 GENOVA Scritto