Modul

SMP - Signalverarbeitung mit Matlab/Python und µC

Bachelor Elektrotechnik 2020


PDF Studiengangsverzeichnis Studienverlaufspläne Bachelor Elektrotechnik

Version: 5 | Letzte Änderung: 11.09.2019 21:46 | Entwurf: 0 | Status: vom Modulverantwortlichen freigegeben | Verantwortlich: Elders-Boll

Anerkannte Lehrveran­staltungen SMP_Elders-Boll
Fachsemester 5
Modul ist Bestandteil der StudienschwerpunkteIOT - Internet of Things
IUK - Informations- und Kommunikationstechnik
Dauer 1 Semester
ECTS 5
Zeugnistext (de) Signalverarbeitung mit Matlab/Python und Mikroprozessoren
Zeugnistext (en) Real-time Digital Signal Processing
Unterrichtssprache deutsch und englisch
abschließende Modulprüfung Ja
Inhaltliche Voraussetzungen
DSS
-Diskrete Signale und Systeme
Grundbegriffe von zeitdiskreten Signale und Systemen, Stabilität, Kausalität,
LSI-Systeme: zeitdiskrete Faltung zeitdiskreter Signale, FIR und IIR Filter
Abtatstung, Abtasttheorem, Aliasing
DTFT, Frequenzgang
z-Transformation, Zusammenhang zwischen Frequenzgang und Übertragungsfunktion, Blockschaltbilder
DFT, Leakage-Effekt
Handlungsfelder
Forschung: Von Ansätzen der Grundlagenforschung bis hin zur Industrieforschung. Entwicklung: Algorithmen, Software, Verfahren , Geräte, Komponenten und Anlagen.
Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen, Mess- und Prüftechnologien, Zertifizierungsprozesse.
Produktion: Planung, Konzeption, Instandhaltung, Überwachung und Betrieb.
Koordination kleiner Arbeitsgruppen, international verteilt arbeitender Teams, Koordination von Planungs- und Fertigungsprozessen, sowie Produktmanagement.
IT Administration, Projektcontrolling einschließlich Budget. Tätigkeiten in Verwaltung, Behörden und Ministerien.
Modulprüfung
Benotet Ja
Frequenz Einmal im Jahr
Prüfungskonzept

In der Projektarbeit implementieren die Studierenden eine vorgegebenes Verfahrens der digitalen Signalverarbeitung in Teamarbeit und weisen somit nach, dass sie in der Lage sind Systeme und Anwendungen der Signalverarbeitung in unterschiedichen Anwendungsbereichen entwickeln zu können

Für die Modulnote werden die Projektarbeit, die Abschlusspräsentation der Projektarbeit und der schriftliche Bericht zur Projektarbeit jeweils nach mehreren Kriterien separat bepunktet und dann aus der Gesamtpunkzahl die Modulnote abgeleitet.

Learning Outcomes
LO1 - Entwurf, Analyse und Implementierung von Systemen und Algorithmen zur Signalverarbeitung in Software und Hardware durch praktische Übungen und das selbstständige Bearbeiten von Hard- und/oder Software-Projekten, um erfolgreich neue Systeme und Anwendungen der Signalverarbeitung in unterschiedichen Anwendungsbereichen entwickeln zu können
Kompetenzen
Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt
Technische Systeme prüfen

diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme analysieren
Technische Systeme entwerfen
Technische Systeme realisieren
Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten
Sprachliche und interkulturelle Fähigkeiten anwenden

Inhaltliche Voraussetzungen
DSS
-Diskrete Signale und Systeme
Grundbegriffe von zeitdiskreten Signale und Systemen, Stabilität, Kausalität,
LSI-Systeme: zeitdiskrete Faltung zeitdiskreter Signale, FIR und IIR Filter
Abtatstung, Abtasttheorem, Aliasing
DTFT, Frequenzgang
z-Transformation, Zusammenhang zwischen Frequenzgang und Übertragungsfunktion, Blockschaltbilder
DFT, Leakage-Effekt
Handlungsfelder
Forschung: Von Ansätzen der Grundlagenforschung bis hin zur Industrieforschung. Entwicklung: Algorithmen, Software, Verfahren , Geräte, Komponenten und Anlagen.
Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen, Mess- und Prüftechnologien, Zertifizierungsprozesse.
Produktion: Planung, Konzeption, Instandhaltung, Überwachung und Betrieb.
Koordination kleiner Arbeitsgruppen, international verteilt arbeitender Teams, Koordination von Planungs- und Fertigungsprozessen, sowie Produktmanagement.
IT Administration, Projektcontrolling einschließlich Budget. Tätigkeiten in Verwaltung, Behörden und Ministerien.
Learning Outcomes
LO1 - Entwurf, Analyse und Implementierung von Systemen und Algorithmen zur Signalverarbeitung in Software und Hardware durch praktische Übungen und das selbstständige Bearbeiten von Hard- und/oder Software-Projekten, um erfolgreich neue Systeme und Anwendungen der Signalverarbeitung in unterschiedichen Anwendungsbereichen entwickeln zu können
Kompetenzen
Kompetenz Ausprägung
Technische Systeme analysieren diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme entwerfen diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme realisieren diese Kompetenz wird vermittelt
Technische Systeme prüfen Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt
Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten diese Kompetenz wird vermittelt
Sprachliche und interkulturelle Fähigkeiten anwenden diese Kompetenz wird vermittelt

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Prinzipien der digitalen Signalverarbeitung:
Abtastung und Rekonstruktion
Digitale Filter
DFT und FFT
Implementierung der Faltung mit Hilfe der FFT
Spektralanalyse
Signalgenerierung

Echtzeitsignalverarbeitung:
Interrupt und Polling
Blockbasierte Signalverarbeitung

Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung anwenden:
Grundlegende Prinzipien der digitalen Signalverarbeitung verstehen und erklären können
Unterschiedliche Filter Typen und Implementierungen vergleichen und bewerten können

Implementierung und Echtzeitsignalverarbeitung:
Grundlegende Problematik der Echtzeitsignalverarbeitung darstellen können
Einflussfaktoren auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit benennnen können
Grundlegende Verfahren zur Echtzeitsignalverarbeitung verstehen und erklären können

Separate Prüfung

keine

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Angeleitete praktische Laborübungen zur Anwendung der in der Vorlesung vermittelten theoretischen Kenntnisse durch Implementierung einfacher Verfahren der Signalverarbeitung in Python/Matlab und auf Mikroprozessoren.

Separate Prüfung
Benotet Nein
Frequenz Einmal im Jahr
Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung Ja
Prüfungskonzept

Durch ausreichend häufige Teilnahme an den praktischen Übungen erwerben die Studierenden durch Anwendung der in der Vorlesung vermittelten theoretischen Kenntnisse die zur Bearbeitung der Projekte erforderlichen praktischen Fertigkeiten.

Exempla­rische inhaltliche Operatio­nalisierung

Implementierung eines vorgegebenen Verfahrens der digitalen Signalverarbeitung in Teamarbeit:
Verstehen des vorgegebenen Algorithmus, gfs. mit Literaturrecherche von Sekundärliteratur
Implementieren des Algorithmus in Matlab
Implementieren des Algorithmus auf der Zielplatform
Präsentation der erreichten Ergebnisse

Separate Prüfung

keine


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