Preskoči na glavno vsebino

Zajemanje in obdelava podatkov

2020/2021
Program:
Univerzitetni študijski program 1. stopnje Fizika
Smer:
Meteorologija
Letnik:
3 letnik
Semester:
prvi ali drugi
Vrsta:
izbirni
ECTS:
3
Jezik:
slovenski, angleški
Nosilec predmeta:
Izvajalec (kontaktna oseba):
Ure na teden – 1. ali 2. semester:
Predavanja
2
Seminar
0
Vaje
1
Laboratorij
0
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Vpis v letnik.
Priporočilo: opravljen izpit iz Elektronike I in Elektronike II ali enakovreden tečaj iz elektronike.

Vsebina

Od signala do rezultata
Senzorji: temperatura, svetloba, pomik, pospešek, tlak, pretok, mehanska napetost.
Zajemanje signalov: predprocesiranje in filtriranje, prilagoditev impedance, frekvenčna širina merilnega sistema.
AD/DA pretvorniki: tehnike AD in DA pretvorbe, sistemi za zajem podatkov, lastnosti pretvornikov, izbira in raba ADC.
Osnove mikrokontrolerjev: lastnosti, bločna zgradba, izhodno vhodne enote, časovne enote, ostale periferne enote.
Osebni računalnik: zvočna kartica, RS232, RS422, GPIB, PCI, USB.
Zajemanje: vzorčenje, Nyquistov kriterij, potujevanje frekvenc.
Osnove digitalne obdelave podatkov: FFT, digitalno filtriranje, konvolucija, FIR, IIR.
Zgledi obdelave signalov: modulacije in demodulacije (AM, FM, PM), merjenje (amplituda, faza, frekvenca, perioda), oscilatorji.
Osnove programabilne logike. Arhitektura CPLD in FPGA, primeri njihove uporabe, osnove programskega jezika VHDL.

Temeljni literatura in viri

Izbrana poglavja iz knjig:
The Scientist and Engeneer's Guide to Digital Signal processing, S.W. Smith, California Technical Publishing, San Diego.
Uporaba mikroračunalnikov v merjenjih, Likar, DMFA;
Interfacing Sensors to the IBM PC, W.J. Thompson, J.G. Webster, Prentice Hall;
The DSP Handbook, A. Bateman, I. Paterson-Stephens, Prentice Hall

Cilji in kompetence

Cilji:
pridobitev osnovnih znanj o zajemanju eksperimentalnih podatkov, njihovi pretvorbi iz analogne v digitalno obliko in nazaj ter njihovi obdelavi.
Kompetence:
raba digitalnih sistemov za zajemanje in obdelavo podatkov,
programiranje digitalnih računalnikov za zajemanj in digitalno procesiranje,
izbira komponent za zajemanje in obdelavo signalov.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje
Poznavanje osnovnih senzorjev in principov njihovega delovanja. Poznavanje in razumevanje osnov AD pretvorbe, gradnikov zajemanja ter poznavanje osnovnih tehnik obdelave zajetih podatkov.
Uporaba
Pridobljeno znanje o zajemanju in obdelavi podatkov služi slušateljem kot osnova za sodobno merjenje, avtomatizacijo in obdelavo podatkov.
Refleksija
Izrazito eksperimentalno in uporabniško usmerjen predmet, ki bo koristil vsem študentom, ki želijo delati v fizikalnih in tehničnih laboratorijih.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Močna navezava na vse praktikumske predmete.

Metode poučevanja in učenja

predavanja, praktikumske vaje, projektne naloge, konzultacije.

Načini ocenjevanja

Projektna naloga
Ustni zagovor iz teorije
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca

PONIKVAR, Dušan. A simple subnanosecond light pulser. IEEE trans. nucl.
sci., 2012, vol. 59, no. 6, str. 3218-3220. [COBISS-SI-ID 2552420],

  • ZAMPIERI, L., ČADEŽ, Andrej, PONIKVAR, Dušan. The Crab pulsar seen with
    AquEYE at Asiago Cima Ekar observatory. Advances in Space Research.
    [Online ed.], 2011, let. 47, št. 2, str. 365-369. [COBISS-SI-ID 362881],

  • PONIKVAR, Dušan. Tools and setups for experiments with AC and rotating
    magnetic fields. Eur. j. phys., 2010, vol. 31, no. 5, str. 1255-1266, doi:
    10.1088/0143-0807/31/5/025. [COBISS-SI-ID 2271076],

  • PONIKVAR, Dušan, PLANINŠIČ, Gorazd. Conservation of mechanical and
    electric energy : simple experimental verification. Eur. j. phys., 2009, vol.
    30, no. 1, str. 47-56, doi: 10.1088/1043-0807/30/1/005. [COBISS-SI-ID
    2153316],

  • PONIKVAR, Dušan. Teaching and field work for IAEA : nuclear electronics and
    instrumentation 1989-2007. V: IAEA Meeting on the Role and Utilization of
    the Regional Resource Centres : 2nd-6th of June 2008, Vienna, Austria.
    Vienna: IAEA, 2008, 14 str. [COBISS-SI-ID 2128740],