Modulhandbuch BaTIN2012_Signalverarbeitung

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Verantwortlich: Prof. Dr. Rainer Bartz

Modul

Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV)

• F07 SIG

Organisation

Bezeichnung Lang BaTIN2012_Signalverarbeitung MID BaTIN2012_SIG MPID

Zuordnung Studiengang BaTIN2012 Studienrichtung G Wissensgebiete G_GWE

Einordnung ins Curriculum Fachsemester 4 Pflicht G Wahl

Version erstellt 2011-10-14 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Zeugnistext

de

Signalverarbeitung

en

Signal Processing

Unterrichtssprache

Deutsch oder Englisch

Modulprüfung

Form der Modulprüfung
sK	Regelfall (bei geringer Prüfungsanzahl: sMP)

Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten
G_GWE	5
Summe	5

Aufwand [h]: 150

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Prüfungselemente

Vorlesung / Übung

Form Kompetenznachweis
bÜA	Präsenzübung und Selbstlernaufgaben

Beitrag zum Modulergebnis
bÜA	unbenotet

Spezifische Lernziele

Kenntnisse

• Grundlegende Eigenschaften von Signalen und Systemen (PFK.1,2,3)
• Darstellung von zeitdiskreten Signalen (PFK.1,2,3)
  • Darstellung zeitdiskreter Signale im Zeitbereich
  • Fourier-Transformation zeitdiskreter Signale
  • z-Transformation zeitdiskreter Signale
• Beschreibung und Analyse zeitdiskreter Systeme im Zeitbereich (PFK.1,2,3)
  • zeitdiskreter Einheitsimpuls und Impulsantwort
  • zeitdiskrete Faltung
  • Filterstrukturen DF1, DF2
• Beschreibung, Analyse und Entwurf zeitdiskreter Systeme im Frequenzbereich (PFK.1,2,3)
  • Differenzengleichung und Blockschaltbilder
  • z-Übertragungsfunktion; Stabilität
  • Analyse und Entwurf von FIR- und IIR Systemen

Fertigkeiten

• Die Studierenden erarbeiten sich grundlegende Kenntnisse über Theorie und Anwendung diskreter Signale und Systeme (PFK.1,2,3)
• Systemverhalten verstehen (PFK.2,3,7)
  • Die Studierenden kennen die gängigen Beschreibungen diskreter Systeme im Zeit- und Frequenzbereich und können sie analysieren
  • Sie kennen das Prinzip der diskreten Faltungsoperation und können Faltungsergebnisse berechnen
  • Sie kennen die diskrete Fourier- und die z-Transformation und können Sie auf gängige Signale anwenden
  • Sie kennen die Grundstrukturen von IIR- und FIR-Filter und können ihre Eigenschaften bewerten
• Methoden anwenden (PFK.4,5,6)
  • Die Studierenden können gängige Algorithmen zur Verarbeitung von diskreten Signalen im Zeitbereich anwenden: Faltung
  • Die Studierenden können gängige Algorithmen zur Verarbeitung von diskreten Signalen im Frequenzbereich anwenden: (i) diskrete Fourier-Transformation (ii) z-Transformation
• systemtheoretische Modellbildung (PFK.3)
  • Die Studierenden können mit systemtechnischen Blockschaltbilder umgehen
  • Sie können die Eigenschaften eines zeitdiskreten Systems im Zeit- und Frequenzbereich ermitteln, darstellen und interpretieren.
  • Sie können die Stabilität eines Systems beurteilen.
• Anwendung systemtheoretischer Inhalte (PFK.4,5,6)
  • Die Studierenden können Anforderungen eines realen Systems in ein diskretes Systemmodell überführen und die Eigenschaften am Modell untersuchen und verifizieren.
  • Sie können ein reales System auf abstrahierter Ebene behandeln und bei Bedarf den Bezug zum realen System herstellen.

Handlungskompetenz demonstrieren

• Die Studierenden können ein diskretes System algorithmisch umsetzen. (PFK.5,6)

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

Einführung in Signale und System
Faltung zweier beschränkter zeitdiskreter Signale
Berechnung der Fourier- und z-Transformierten diskreter Signale
Rücktransformation mittels Partialbruchzerlegung
Skizze von Amplituden- und Phasenspektren diskreter Signale
Erstellung von Blockschaltbildern aus Differenzengleichungen
Überführung eines diskreten Systems in eine Normalform
Implementierung eines allgemeinen diskreten Systems
Feststellung der Stabilität eines diskreten Systems aus der Pol-Lage

Praktikum

Form Kompetenznachweis
bPA	Projektaufgaben im Team bearbeiten

Beitrag zum Modulergebnis
bPA	Testat

Spezifische Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• (PFK.3,4,6)
  • Abtastung von Ein- und Ausgangssignalen analoger Systeme
  • Einfache Algorithmen der Signalverarbeitung
  • Design eines einfachen Systems aus einer Anforderungsspezifikation

Fertigkeiten

• (PFK.3,4,6)
  • Die Studierenden können mit einem üblichen kommerziellen Werkzeug zur Signalverarbeitung
  • Die Studierenden können den Übergang von kontinuierlichen zu zeitdiskreten Signalen nachvollziehen und die wesentlichen Effekte beschreiben.

Handlungskompetenz demonstrieren

• (PFK.3,4,6)
  • Die Studierenden können Aufgaben in einem kleinen Team lösen
  • Sie können Messergebnisse analysieren und daraus Erkenntnisse über das Messobjekt gewinnen
  • Sie können eine falsche Wahl der Abtastfrequenz erkennen und korrigieren
  • Sie können einfache Algorithmen zur Signalverarbeitung implementieren

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

Messungen an einem unbekannnten System durchführen und auswerten
Programme zur Signalverarbeitung/Filterung erstellen