Jelek és rendszerek 1

Jelek és rendszerek 1

Tárgykód	VIHVAA03
Régi tárgykód	VIHVAA00
Általános infók
Szak	villany
Kredit	6
Ajánlott félév	2
Keresztfélév	van
Tanszék	HVT
Követelmények
KisZH	3 db
NagyZH	1 db
Házi feladat	3 db
Vizsga	írásbeli és szóbeli
Elérhetőségek
Levlista	jelek1@NO-SPAM.sch.bme.hu
Tantárgyi adatlap
Tárgyhonlap

A két féléves Jelek és rendszerek 1-2. tantárgy feladata az alapvető jel- és rendszerelméleti fogalmak illetve számítási eljárások megadása, valamint a rendszert reprezentáló villamos és jelfolyam hálózatok analízisére alkalmazható módszerek megismertetése. A tárgy első részében az időtartományban alkalmazott rendszerleírásokat tárgyaljuk, és ezt követően foglalkozunk a frekvenciatartományi leírással. Példákban és alkalmazásokban a Kirchhoff-típusú (villamos) hálózatokkal reprezentált rendszereket és leíró egyenleteiket illetve ezek megoldását tárgyaljuk, és gyakoroltatjuk.

A Jelek és rendszerek a BSc-záróvizsgán 33%-os súllyal szerepel.

Követelmények

• Előkövetelmény: Matematika A1a - Analízis című tárgyakból a kredit megszerzése.
  

Változás: 2016 tavaszától nem szükséges a A számítástudomány alapjai c. tárgy teljesítése a tárgy felvételéhez.

• Jelenlét: A gyakorlatok 70%-án kötelező részt venni.
• Házi feladat: A félév során három egyedi házi feladatot kell megoldani. Ezeket 0-5 ponttal értékelik. A határidőre be nem adott házi feladat nem pótolható, értékelése 0 pont. Az aláírásba a két legjobb házi átlagpontszáma számít bele. Leadásuk nem kötelező, de erősen ajánlott.
  1. Kétkapuk analízise
  2. Dinamikus hálózatok időtartománybeli analízise
  3. Dinamikus hálózatok frekvencia-tartománybeli analízise
• KisZH: A félév során 3 darab 5 pontos kis zárthelyit kell megírni. Ezek pótlására nincs lehetőség. Minden gyakorlatvezető egyedileg válogatja össze, hogy pontosan melyik témakörből és mikor íratja meg.
• NagyZH: A félév során egy nagyZH van, amin 25 pont szerezhető. Egyszer pótolható, de rontani is lehet!

A félévközi pontszám az alábbi módon tevődik össze:

• $FP={KZH_{1}+KZH_{2}+HFA+NZH}$
  • Ahol KZH_x a két legjobban sikerült kisZH-t, HFA a két legjobban sikerült házi feladat pontszámának az átlagát, NZH pedig a nagyZH pontszámát jelenti.

Az aláírás megszerzésének feltétele, hogy a félévközi pontszám legalább 20 pont legyen és a NagyZH legalább 10 pontos legyen.

• Vizsga: A vizsga írásbeli és szóbeli részből áll. Az írásbeli 60 pontos és két részből áll és 100 perc áll rendelkezésre. Az első részben két 20-20 pontos nagypéldát kell megoldani. A második részben 10 darab 2 pontos "kiskérdés" van. Ezeknél csak a végeredményt nézik, a mellékszámításokat nem. Minimális hiba esetén 1 pont kapható. Az írásbeli vizsgán 60 pontot lehet elérni, legalább 30 pontot el kell érni rajta, különben a vizsga elégtelen. A vizsga írásbeli részén megszerezhető osztályzat a félévközi pontszám (FP) és a vizsga írásbeli részén megszerzett pontszám (V) összege alapján, a következőképpen alakul ki. A vizsga eredménye 49 pontig elégtelen (1), 50 ponttól elégséges (2), 66 ponttól közepes (3), 76 ponttól jó (4), 86 ponttól jeles (5). A sikeres írásbelit kötelező jelleggel szóbeli követi, a vizsgajegy az írásbeli eredményétől alapesetben +/- 1 jeggyel térhet el, de kivételes esetben nagyobb is lehet. (Akár 5-ös írásbelivel is meg lehet bukni!)

Segédanyagok

Jegyzetek, könyvek

• Dr. Fodor György: Hálózatok és rendszerek
• Dr. Fodor György: Villamosságtan példatár
• Hivatalos Jegyzet - Bilicz Sándor előadó által készített 2021-es jegyzet
  • Lényegében mindent tartalmaz a Nemlineáris Hálózatok és a Periodikus Állandósult Állapot témaköröket kivéve - ez ~3-4 előadásnyi kiesést jelent
  • 2023-ban a Moodle oldalon még mindig kiadja ezeket az alábbi kommenttel: "Az előadások vázlatos összefoglalása. Nem helyettesíti sem a tankönyvet, sem az előadásokon való részvételt, de hasznos segítség lehet ez a 2021-ben íródott anyag."
  • Rezisztív Előadásjegyzet - Bevezetés és Rezisztív Hálózatok témakörökhöz tartozó 1. anyagrész
  • Dinamikus Előadásjegyzet - Dinamikus Hálózatok Időtartománybeli Vizsgálatához tartozó 2. anyagrész
  • Szinuszos Előadásjegyzet - Szinuszos Állandósult Állapothoz tartozó 3. anyagrész
• Előadásjegyzet - Még alpha verzió. Hibák előfordulhatnak benne! Pár héten belül elkészül a full extrás, szépen formázott és bővített végleges verzió!
• Előadásjegyzet - a videotóriumos előadásokból készült hallgatói jegyzet
• Elméleti összefoglaló (szóbeli vizsgára) - A félév végén Bilicz Sándor előadó által kiadott összefoglaló kérdéssor kidolgozása a szóbeli vizsgára. Vigyázat, nem ellenőrzött! (Molnár Martin, 2018)
• Dr. Bilicz Sándor: A matematika villamosmérnöki alkalmazásairól, példákon keresztül - Többek között a Fourier-sor elmélete és hozzá kapcsolódó feladatok megoldással.
• Jelek és rendszerek tankönyv: Ez az informatikusok könyve. Nekünk a "Hálózatok és rendszerek" könyvre van szükségünk. Persze ez is relatíve jól használható, bár sok anyagrész van ebben, amire ebből a tárgyból még nincs szükségünk, szóval csak módjával forgassátok!
  • 0. Fejezet - Tartalomjegyzék
  • 1. Fejezet - Alapfogalmak
  • 2. Fejezet - Analízis időtartományban
  • 3. Fejezet - Analízis frekvenciatartományban
  • 4. Fejezet - Analízis komplex frekvenciatartományban
  • 5. Fejezet - A MATLAB néhány alkalmazása
  • 6. Fejezet - Tárgymutató
• Dajer-Vamosz jegyzet - Szabó Zsolt 2013. őszi keresztféléves előadásai alapján.
  A jegyzeteket leellenőrzöm, mielőtt feltöltöm ide, de ennek ellenére hibák előfordulhatnak benne! Néhány előadásjegyzet még hiányzik, így a lista folyamatosan frissül.
  • 1. Hét - Bevezetés; jelek osztályozása, rendszerek osztályozása, hálózatok, Kirchoff-hálózatok jellemzői, feszültség-, áramosztás
  • 2. Hét - Reguláris hálózatok, Kirchoff törvények, csomóponti potenciálok módszere, hurokáramok módszere, helyettesítő generátorok, teljesítményillesztés
  • 3. Hét - Csatolt kétpólusok (Ideális transzformátor, girátor, vezérelt források, műveleti erősítő, ideális műveleti erősítő), példák ilyen elemeket tartalmazó hálózatokra, kétkapuk, kétkapukat leíró karakterisztikák
  • 4. Hét - Kétkapukat leíró karakterisztikák, példák ilyen hálózatokra, reciprok kétkapuk, szimmetrikus kétkapuk, reciprok kétkapuk helyettesítő kapcsolásai, nem reciprok kétkapuk helyettesítő kapcsolásai, (tranzisztoros hálózatok - kiegészítés), dinamikus hálózatok: kondenzátor tulajdonságai
  • 5. Hét - Tekercs tulajdonságai, állapotváltozós normálalak, elsőfokú dinamikus hálózatok analízise, szabad válasz, gerjesztett válasz, kezdeti feltételek
  • 6. Hét - Elsőfokú dinamikus hálózatok, példa nemstabilis hálózatra, állapotváltozós normálalak szisztematikus előállítása, másodfokú dinamikus hálózatok, a másodfokú differenciálegyenlet megoldása, az állapotváltozós normálalak két elsőfokú differenciálegyenletéből álló egyenletrendszer megoldása
• KhanAcademy Interaktív oktató videók találhatóak ezen oldalon, sajnos még csak angolul.

Videotorium

A tárgyhoz 2018 tavaszi félévében készült egy 20 részes videósorozat Bilicz Sándor előadásában.

Egyéb segédanyagok

• Kiskérdések kidolgozva I. - A félév első felének anyagához tartozó kiskérdések kidolgozva.
• Képletgyűjtemény - Hasznos segédlet, mely tartalmazza a Jelek 1 és Jelek 2 szinte összes képletét.
• Reichardt András gyakorlatvezető honlapja. Sok hasznos anyag, kidolgozott példa és kisZH található itt!
• Bakró Nagy István gyakorlatvezető honlapja. Sok hasznos anyag, kidolgozott példa és kisZH található itt!
• Differenciál-egyenletrendszerek - Egy kidolgozott példa diffegyenletrendszerek megoldására.

Vigyázat: A partikuláris megoldás keresése itt általánosan van megadva. JR háziban azonban a partikuláris megoldást konstans alakban keressük, aminek a deriváltja nulla. Tehát sokkal egyszerűbb az életünk.

• Összefoglaló - Segítség a vizsgához (fényképezett verzió) (2016)
• Alap képletek - Alap képletekhez gyakorló excel

Fourier sorfejtés megértéséhez

• Youtube Link: Fourier sorfejtés műkodésének megértése egyszerűen
• Youtube Link; Fourier sorfejtés röviden és egyszerűen
• Link: Az előbbi linkhez kiegészítés

Számítógépes segédprogramok

Matlab

Figyelem! 2017 tavasztól letölthető a matlab legálisan bármely bme-s emailcímmel való regisztráció után - részletek itt

• A Matlab-ot használja a tanszék félhivatalosan (vagyis nem követelmény használni) a matematikai számítások, ábrázolások elvégzésére. A program hivatalos weboldala.
  Hivatalos útmutató mely eredetileg a Szabályozástechnika című tárgyhoz készült - Matlab útmutató
  Matlab alaputasítás összefoglaló, mely jól jöhet a házihoz (angol) - Matlab parancsok
  Hosszabb Matlab gyorstalpaló, ábrák készítésének leírása, alapműveletek (angol) - Matlab gyorstalpaló

Wolfram Mathematica

• Nagyon jó program, rengeteg alapszintű beépített függvénnyel (kapásból megold neked több ismeretlenes, szimbolikus egyenletrendszereket) és közvetlenül is tud számolni sok olyan dolgot, amire amúgy a Matlabot szoktuk használni, mint például egyenletrendezés, mátrixműveletek, differenciálegyenlet megoldás stb. Érdemes megtanulni a használatát. Fizetős program!
  Hivatalos weboldal

Wolfram Alpha

• Egy szűk részhalmazát tudja ingyen online azoknak a műveleteknek, amiket a Wolfram Mathemethica tud, de még így is nagyon jól használható! (Deriválás, integrálás, egyenletmegoldás, stb.)
  Hivatalos honlap: Wolfram Alpha

MAPLE

• Könnyen kezelhető, tudja körülbelül ugyanazt mint a Wolfram Mathematica. Házihoz nagyon jól használható (egyenletrendezés, parciális törtekre bontás, numerikus számítások stb.)
  Hivatalos weboldal
  Egy jól használható Maple gyorstalpaló, mely bemutatja az alap funkciókat: MAPLE gyorstalpaló - Házihoz nagyon hasznos!

Kis zárthelyik

• A félév során három darab 5 pontos kis zárthelyi van. Az aláírás megszerzésének egyik feltétele, hogy a két legjobban sikerült kisZH átlaga legalább 2,00 legyen. A számonkérések anyaga gyakvezérenként és félévenként is erősen változó. Az itt feltöltött kisZH-k csak útmutató jellegűek! Körülbelül hasonló jellegűek a kisZH-k, de ennél sokkal nehezebbek/könnyebbek is előfordulhatnak!

Első kisZH

• Első kisZH
• Első kisZH - 2013 tavasz - Erdei Bence féle
• Első kisZH - 2013 ősz, keresztfélév - Barbarics Tamás féle
• 2016 tavasz - RA féle kisZH
• 2019 tavasz - Horváth Bálintnál
• 2022 tavasz - Csernyava Olivér

Második kisZH

• Második kisZH
• 2019 tavasz A csoport - Horváth Bálintnál
• 2019 tavasz B csoport - Horváth Bálintnál
• 2022 tavasz - Csernyava Olivér

Harmadik kisZH

• Harmadik kisZH
• Harmadik kisZH - 2013 ősz, keresztfélév - Palotás Boldizsár féle
• 2016 tavasz - RA féle kisZH

Zárthelyik

Rendes ZH 2015 tavasz - A és B csoport megoldásokkal 2015 ősz - Megoldás 2016 tavasz - A és B csoport Megoldás 2017 tavasz - A és B csoport Megoldás 2018 tavasz - A és B csoport Megoldás 2018 ősz - Megoldás 2019 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal 2022 tavasz - A csoport megoldás, B csoport megoldás 2023 tavasz - A csoport megoldás, B csoport megoldás

Pót ZH 2015/16 tavasz - pótzh és megoldás 2016/17 tavasz - pótzh és megoldás 2017/18 tavasz - pótzh és megoldás 2018/19 ősz- pótzh 2018/19 tavasz- pótzh - megoldásokkal 2021/22 tavasz- pótzh - megoldásokkal 2022/23 tavasz- pótzh - megoldásokkal

Régi zárthelyik

Fontos: Ugyan a tárgyból már csak 1 nagyZH van, de a nagyZH-ra és a vizsgára készülés során hasznosak lehetnek a 2015 tavasz előtti feladatsorok is:

Első Zárthelyi

Rendes ZH 2006/07 tavasz - A csoport 2007/08 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal 2008/09 tavasz - A csoport 2009/10 tavasz - B csoport 2010/11 kereszt - A csoport 2010/11 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal 2011/12 kereszt - A és B csoport, megoldásokkal 2011/12 tavasz - A csoport 2012/13 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal 2013/14 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal

Pót ZH 2007/08 tavasz - A és B csoport 2009/10 tavasz - B csoport 2010/11 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal 2011/12 kereszt - A csoport, megoldásokkal 2012/13 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal 2013/14 kereszt 2013/14 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal

Második Zárthelyi

Rendes ZH 2006/07 tavasz - A és B csoport 2007/08 tavasz - A és B csoport 2008/09 tavasz - A és B csoport 2010/11 kereszt - A és B csoport 2010/11 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal 2011/12 kereszt - A és B csoport, megoldásokkal 2011/12 tavasz - A csoport, részben megoldásokkal 2012/13 kereszt - megoldásokkal 2012/13 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal 2013/14 kereszt 2013/14 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal

Pót ZH 2007/08 tavasz - B csoport 2010/11 tavasz - B csoport 2012/13 kereszt - megoldásokkal 2013/14 kereszt - megoldásokkal 2013/14 tavasz - A és B csoport, megoldásokkal

Házi feladat

A félév során három egyedileg generált házi feladatot adnak ki. A leadási határidő dinamikusan változhat a gyakorlatvezetőtől függően!

Régi házi feladatok:

• 2012/13 tavasz - I. és II. rész (Szabó Norbert)
• 2012/13 tavasz - I. és II. rész (Seyler Lajos)
• 2013/14 ősz - I. rész és II. rész (Kálmán Bence)
• HF segédlet (2013) - I. és II. rész 3 különböző feladaton bemutatva. VIGYÁZAT: Nem teljeskörű megoldások!!!

Vizsga

• 2015.05.26
• 2015.06.02.
• 2016 tavasz- 1. vizsga- A és B csoport
• 2016 tavasz- 2. vizsga- (csak egy csoport volt)
• 2017 tavasz- 1. vizsga - megoldással
• 2017 tavasz- 2. vizsga - megoldással
• 2018 tavasz- 1. vizsga - B: nagy példák megoldásokkal + B: kis példák; A: első nagy példa megoldással
• 2018 tavasz-2.vizsga-megoldással(csak egy csoport volt)
• 2018 tavasz-3. vizsga - nagyfeladatok és megoldókulcs
• 2019 tavasz 1.vizsga - megoldással
• 2019 tavasz 2.vizsga - feladatok és megoldókulcs
• 2019 tavasz 3.vizsga - megoldással
• 2020 tavasz 3. vizsga

Tippek

• A tárgy elég nehéz. Eleinte könnyűnek tűnik, aztán bedurvul, persze egész jól teljesíthető ha bevágod/megérted a Fodor könyvet, illetve ha figyelsz előadásokon, jársz bejársz gyakorlatra és otthon se hanyagolod (értsd.: majdnem a mindennapjaid részévé válik).
• A jelek tipikusan az a tárgy, amit nem szabad félvállról venni. Ha megnézed az előtanulmányi rendet, akkor hamar kiderül, hogy a jelek 1 vagy 2 bukása garantált egyéves csúszást eredményez, mert a 4. félév végéig egy specializáció-előkészítőt se tudsz így elvégezni. Sajnos azt sem szabad elfelejteni, hogy a tárgy átlagosan 40-50%-os bukási rátát produkál.
• Járj gyakorlatra, figyelj, kérdezz és tanuld az anyagot rendszeresen hétről hétre. A jelek tipikusan az a tárgy, amit ha valaki egyszer jól elmagyaráz, akkor onnantól "pofonegyszerű", viszont ha magadtól akarsz rájönni a "trükkökre", akkor vért fogsz izzadni.
• A kulcs, hogy már az elejétől kezdve folyamatosan tanulj, ugyanis az első 1-3 hétben elhangzó anyagrészek (Kirchhoff-törvények, alapfogalmak és gimnáziumi fizika ismeretek) folyamatosan előkerülnek a félév során, és elvárt a készségszintű használatuk. Ha már az elején elveszíted a fonalat, akkor onnantól nem sok remény van. Ez sajnos nem az a tárgy, ahol ZH előtt 2 nappal leülök és megtanulom...
• Ha valamit nagyon nem értesz, akkor sürgősen keress valakit, aki elmagyarázza. Minél tovább halogatod a megértését, annál több anyag épül rá és a végén teljesen elveszel.
• A házik megoldása ugyan nem kötelező, de érdemes velük foglalkozni, ugyanis az a 4-5 pont életet menthet. A házi megírása nem 2 óra és az sem megy, hogy a házi írása közben próbálod megtanulni az anyagot is. Ha folyamatosan figyeltél és tanultál, akkor a házival nem lehet gond. A gyakorlatvezetőknél érdemes burkoltan rákérdezni egy-egy problémás részre.
• A tárgy nagyon megtévesztő, mert ránézésre egyáltalán nem tűnik nehéznek, ha valaki figyel gyakorlaton. A számonkérések viszont elég nehezek, és folyamatos gyakorlás és rutin nélkül elég nehéz megszerezni a minimális 20 pontot, ami első hallásra ugyan nem tűnik soknak. A pontrendszer abból a szempontból hálás, hogy akár csak és kizárólag a nagyZH-val is megszerezhető az aláírás, így ha az ember összeszedi magát, a nehéz helyzetekben is van remény.
• Nem kell megijedni, ha a nagyZH nem sikerül olyan jól, és nincs meg csak a ZH-ból az aláírás. Inkább még plusz erőt adhat a további tanulásra, hogy meg kell szerezni az aláírást. Ez pedig a vizsgára készülésnél jól jöhet. Ugyanis a vizsgában főleg a ZH utáni anyagrészből kérdeznek, ami egy jócskán nehezebb anyagrész. Vizsgára készülésnél erősen ajánlott a korábbi vizsgasorok közül többet is megcsinálni, mert egyrészt pár kiskérdés ismétlődik, másrészt a vizsgára kevés az idő, ezért rutint kell előtte szerezni.
• Véleményem szerint a félév legfontosabb tárgya, így is kell kezelni, ajánlom a sok gyakorlást, mert különben nagyon szívás lesz a számonkérés.

Villamosmérnök 2014
Bevezetők	Bevezető fizika  •  Bevezető matematika
1. félév	A számítástudomány alapjai  •  A programozás alapjai 1  •  Digitális technika 1  •  Fizika 1  •  Matematika A1 - Analízis •  Mérnök leszek
2. félév	A programozás alapjai 2  •  Digitális technika 2  •  Fizika 2  •  Jelek és rendszerek 1  •  Matematika A2 - Vektorfüggvények  •  Matematika szigorlat A2
3. félév	Elektronika 1  •  Elektronikai technológia és anyagismeret  •  Elektrotechnika  •  Jelek és rendszerek 2  •  Matematika A3 villamosmérnököknek  •  Matematika A4 - Valószínűségszámítás
4. félév	Infokommunikáció*  •  Informatika 1  •  Informatika 2  •  Méréstechnika  •  Mikroelektronika*  •  Szabályozástechnika*  •  Villamos energetika*
5. félév	Elektromágneses terek alapjai  •  Elektronika 2  •  Laboratórium 1  •  Menedzsment és vállalkozásgazdaságtan
6. félév	Laboratórium 2  •  Mikro- és makroökonómia  •  Üzleti jog
7. félév	Záróvizsga
Megjegyzés:	A csillaggal jelölt négy szakirány-előkészítő tárgy közül egy a 6. félévben.