سیگنال و سيستم

سیگنال و سیستم یکی از مهم‌ترین دروس دوره کارشناسی مهندسی برق است. سیستم‌ها، مستقل از اینکه یک مدار الکتریکی ساده باشند یا یک سیستم مخابراتی پیشرفته، از یک نظریه کلی پیروی می‌کنند که این نظریه کلی موضوع این درس است. در این درس تأکید اصلی روی نظریه سیستم‌های خطی و تغییرناپذیر با زمان بوده و ابزارهای گوناگون برای تحلیل این سیستم‌ها، از جمله انتگرال (یا مجموع) کانولوشن، سری فوریه (پیوسته و گسسته)، تبدیل فوریه (پیوسته و گسسته)، تبدیل لاپلاس و تبدیل Z تدریس خواهند شد. دوره آموزش سیگنال و سیستم با هدف آموزش این درس مهم در مکتب خونه تهیه و تدوین شده است که در ادامه به معرفی آن خواهیم پرداخت.

دوره آموزشی برای درس سیگنال و سیستم 

دوره‌ آموزشی برای این درس در 24 جلسه و مدت‌زمان 28 ساعت انجام می‌پذیرد. جلسات این دوره آموزش سیگنال و سیستم به ترتیب عبارت‌اند از:

• جلسه اول:  آشنایی با معنی و مفهوم سیگنال‌ها: در این بخش مفهوم سیگنال تعریف شده و برخی از سیگنال‌هایی که مهم هستند، مورد بررسی قرار می‌گیرند.
• جلسه دوم: معرفی سایر سیگنال‌ها: در ادامه معرفی سیگنال‌ها برخی دیگر از آن‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند.
• جلسه سوم: معرفی خاصیت سیستم‌ها: در این جلسه برای سیستم‌ها 6 خاصیت تعریف می‌شود.
• جلسه چهارم: سیستم‌های lti : در این بخش پاسخ‌های ضربه و کانولوشن بیان می‌شود.
• جلسه پنجم: ادامه سیستم‌های lti : در این جلسه جابه‌جاپذیری سیستم‌های lti  بررسی خواهد شد.
• جلسه ششم: سری فوریه: سری فوریه و توابع singularity  در این جلسه تدریس می‌شوند.
• جلسه هفتم: سری فوریه پیوسته: پدیده گیبس بیان شده و خواص سری فوریه پیوسته تدریس خواهد شد.
• جلسه هشتم: در این جلسه چند سؤال سری فوریه پیوسته حل می‌شود تا آمادگی داوطلبان بیشتر شود. 

دوره مذکور از کلاس‌های درس دانشگاه صنعتی شریف ضبط شده که مدرس آن دکتر مسعود بابایی زاده است. این درس همچنین یکی از مهم‌ترین مواد کنکور کارشناسی ارشد مهندسی برق نیز هست.
یکی از بهترین مراجع برای این درس کتاب زیر است:

·         V. Openheim and A.S. willsky and S.H. Nawab, “signal and system”, prentice Hall, 1997

سرفصل‌های درس سیگنال و سیستم 

سرفصل‌های درس سیگنال و سیستم که در دوره آموزشی مذکور به آن‌ها پرداخته شده است، عبارت اند از:

• فصل اول: تعریف سیگنال‌ها
• فصل دوم: تعاریف مربوط به سیستم
• فصل سوم: بررسی سیستم‌های خطی و تغییرناپذیر در طول زمان
• فصل چهارم: بیان سری فوریه پیوسته
• فصل پنجم: سری فوریه گسسته
• فصل ششم: تبدیل فوریه سیگنال پیوسته
• فصل هفتم: تبدیل فوریه گسسته
• فصل هشتم: تبدیل لاپلاس
• فصل نهم: تبدیل z
• فصل دهم: نمونه‌برداری

دوره آموزش سیگنال و سیستم برای چه کسانی مناسب است؟

دوره آموزش سرد سیگنال و سیستم برای تمامی دانشجویان رشته مهندسی برق با گرایش‌های مختلف مناسب است و همچنین این درس برای افراد متقاضی شرکت در کنکور ارشد نیز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

تعاریف در درس سیگنال و سیستم 

آموزش سیگنال و سیستم از دروس علوم پایه برای شاخه‌های مهندسی به ویژه رشته مهندسی برق و کامپیوتر است. دروس ارائه‌شده در این آموزش از مباحث تجزیه‌وتحلیل سیگنال‌های آنالوگ یا دیجیتال و سیستم‌های مرتبط با آن‌ها است. تاکید بیشتر در این درس بر روی نظریه سیستم‌های خطی و تغییرناپذیر با زمان خواهد بود. در این آموزش سرفصل‌های اصلی تجزیه‌وتحلیل سیگنال‌ها و سيستم‌ها معرفی و مثال‌هایی ملموس و عملی مباحث بیان خواهند شد. این نوع از آموزش با هدف یادگیری صد درصد مسائل تئوری و تقویت بخش عملی برای استفاده از این دانش است. به عنوان یک دانشجوی کارشناسی ارشد می‌توانید با مطالب این آموزش همراه شوید. 

در درس سیگنال و سیستم ابتدا با تعریف سیگنال آشنا می‌شوید. سپس باید سیگنال‌های زمان پیوسته و گسسته را با هم مقایسه کنید. سیگنال پایه و خواص مربوط به آن مسائل مهمی است که در زمان پیوسته و زمان گسسته مورد بررسی قرار می‌گیرد. بعد از آن باید تعریف سیستم را یاد بگیرید. هنگامی که با اجزای تشکیل دهنده سیستم‌ها آشنا شدید به سراغ خواص سیستم‌ها در حوزه زمان پیوسته و گسسته می‌روید. بعد از یادگیری کامل سیگنال‌ها و سيستم‌ها و خواص آن‌ها، فرکانس بیان می‌شود. با توجه به ساده بودن خواص سیستم در حوزه فرکانس نسبت به حوزه زمان، روش‌های سری فوریه، تبدیل فوریه، تبدیل لاپلاس و تبدیل Z، سیگنال‌ها و سیستم‌ها تحلیل خواهند شد. 

کارشناسی ارشد کامپیوتر و درس سیگنال‌ها و سيستم‌ها 

از سال 96 است که درس سیگنال و سیستم در آزمون کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر و گرایش‌های تخصصی معماری سیستم‌های کامپیوتری و هوش مصنوعی استفاده شد. با اینکه این درس در سال 99 حذف شد اما دوباره در سال 1400 به کنکور کارشناسی ارشد گروه مهندسی برگشت. در این سال‌ها 7 سؤال از این درس در آزمون مطرح شده که بیشترین مباحث درباره خواص سیستم‌ها، سیستم‌های خطی و تغییرناپذیر با زمان و تبدیل فوریه بوده است. علاوه بر این‌ها این درس مانند درس نظریه زبان‌ها و ماشین‌ها در گرایش‌های هوش مصنوعی و قرآن کاوی رایانشی ضریب 3 و در دیگر گرایش‌ها ضریب 2 دارد. 

منابع درس سیگنال و سیستم 

کتاب سیگنال و سیستم تألیف آلن اپنهایم  (Alan V. Oppenheim)  به عنوان مرجع در دانشگاه‌ها انتخاب شده است. این کتاب حجم بسیار زیادی دارد و داوطلبان را برای تسلط بر تمام بخش‌ها و آماده شدن برای آزمون کارشناسی ارشد با مشکل رو به رو خواهد کرد. بنابراین دانشجویان تصمیم می‌گیرند در کلاس‌های آمادگی کارشناسی ارشد شرکت کنند یا منابع دیگر را مطالعه مورد بررسی قرار دهند. کتاب تجزیه‌وتحلیل سیستم‌ها، کتاب مجموعه سؤال‌های چهارگزینه‌ای سیگنال‌ها و سيستم‌ها نوشته V. Openheim، A.S. willsky و S.H. Nawab  از منابع قابل قبول برای آمادگی داوطلبان هستند. 

جمع‌بندی 

درس سیگنال و سیستم از جمله منابعی است که برای آزمون کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر و برق در گرایش‌های مختلف در نظر گرفته شده است. در این درس سیگنال‌های پیوسته، سیگنال‌های گسسته، خواص سیستم‌ها در حوزه زمان پیوسته و گسسته، انواع روش‌ها مانند سری فوریه، تبدیل z و غیره تدریس می‌شوند. دوره‌ها و منابع مناسب به داوطلبان کمک می‌کنند به بهترین نحو سؤالات این بخش را در آزمون کارشناسی ارشد پاسخ دهند. اگر به فکر یادگیری درس سیگنال و سیستم هستید و یا قصد دارید در امتحانات و کنکور این درس موفق باشید، هم‌اکنون با ثبت‌نام در دوره آموزش سیگنال و سیستم مکتب خونه اولین و مهم‌ترین قدم این مسیر را بردارید.