Fachgebiet Digitale Signalverarbeitung (DISI)

Vorlesung Digitale Signalverarbeitung

Lehrgebiet

  • Bachelor bzw. Hauptstudium

Themenübersicht

Die stürmische Entwicklung der Computertechnologie in den letzten Jahrzehnten wurde begleitet von einem raschen Aufschwung der digitalen Signalverarbeitung in Theorie und Praxis. Die alten analogen Signal- verarbeitungsmethoden wurden mehr und mehr durch digitale ersetzt, teils aus Kostengründen, teils deshalb, weil die digitale Signalverarbeitung Perspektiven eröffnete, die mit der analogen gar nicht denkbar waren. Dies gilt nicht nur für die Nachrichtentechnik, sondern auch für die meisten anderen Gebiete der Elektro- und Informationstechnik. Daher ist die digitale Signalverarbeitung heute ein unverzichtbarer Bestandteil der technischen Welt. In Anwendungen wie z.B. der Audio-CD, DAT, digitaler Hörrundfunk (DAB), digitales Fernsehen oder Mobilfunk spielt die digitale Signalverarbeitung eine entscheidende Rolle. Die Vorlesung bietet eine Einführung in die Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung. Zunächst werden die wichtigsten digitalen Systeme betrachtet, nämlich lineare verschiebungsinvariante Systeme (LSI-Systeme). Diese werden im Zeit- und im Frequenzbereich beschrieben. Danach widmen wir uns der in der digitalen Signalverarbeitung sehr wichtigen z-Transformation. Diese ist die Grundlage für die folgende Betrachtung der wichtigsten Klassen digitaler Filter. Abschließend wird die diskrete Fourier-Transformation (DFT) mit ihren wichtigsten Eigenschaften vorgestellt. Diese ist die wichtigste Methode zur auf Rechnern ausführbaren numerischen Transformation vom Zeit- in den Frequenzbereich und umgekehrt.

Dozenten

Organisation

  • Termine siehe Termine
  • Semester (Empfehlung): 5. Semester
  • Sprache: Deutsch
  • Vorlesungszeitraum: WS
  • zeitlicher Umfang: 3 SWS

Vorausgesetzte Veranstaltungen

  • Keine

Inhaltliche Voraussetzungen

  • Keine

Qualifikationsziel

  • Beherrschung der Systemtheorie linearer zeitdiskreter Systeme
  • Beherrschung der Berechnungsverfahren linearer zeitdiskreter Systeme im Zeit- und Frequenzbereich
  • Kenntnisse wichtiger Systemstrukturen
  • Grundlegende Kenntnisse des Systementwurfs und der DFT-Anwendungen

Vermittelte Inhalte

  • Lineare verschiebungsinvariante diskrete Systeme und ihre Beschreibung im Zeitbereich (Systemeigenschaften, diskrete Faltung, lineare Differenzengleichungen)
  • Signal- und Systembeschreibung von LSI-Systemen im Frequenzbereich (Eigensequenzen und Frequenzgang, Spektren von Folgen und der Zusammenhang mit Spektren kontinuierlicher Systeme)
  • Z-Transformation (Definition, Beispiele, Abbildungsgesetze, Umkehrtransformation)
  • Digitale Filter (Kanonische Strukturen, Nichtrekursive Filter, Frequenzgang, Phase, Gruppenlaufzeit, Nichtrekursive Filter mit linearer Phase, Allpässe und Minimalphasensysteme, Zustandsvariablen)
  • Diskrete Fourier-Transformation (DFT) und ihre wichtigsten Eigenschaften (Signale und Spektren, Definition und Eigenschaften der DFT, Abbildungsgesetze, Schnelle Fourier-Transformation (FFT), Schnelle Faltung und Korrelation)

Studienleistungen

  • Schriftliche Prüfung
  • ECTS Punkte: 4

Medienformen

  • Tafel
  • Skript
  • Folien

Literatur

  • Proakis, J.G.;Manolakis, D.G.: Digital Signal Processing, Prentice Hall; ISBN-10 0-13-187374-1; UB KL Signaturen: EIT 622/154, L EIT 112
  • Oppenheim,A.V.; Schafer, R.W.: Zeitdiskrete Signalverarbeitung, Oldenbourg; ISBN-10 3-486-24145-1; UB KL Signaturen: EIT 622/152

Online Vorlesung

Unter dem folgenden Link wird die Online Vorlesung Digitale Signalverarbeitung nach und nach veröffentlicht: seafile.rlp.net/d/11275c507c164d72a049/

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