Modulhandbuch BaET2012_Diskrete Signale und Systeme

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Verantwortlich: Prof. Dr. Harald Elders-Boll

Modul

Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV)

• F07 DSS

Organisation

Bezeichnung Lang BaET2012_Diskrete Signale und Systeme MID BaET2012_DSS MPID

Zuordnung Studiengang BaET2012 Studienrichtung A,N Wissensgebiete A_SM,N_SM

Einordnung ins Curriculum Fachsemester 4-6 Pflicht A,N Wahl

Version erstellt 2013-05-16 VID 2 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Zeugnistext

de

Einführung in die diskrete Signal- und Systemtheorie und ihre wichtigsten Operatoren und Transformationen

en

Introduction into signal and systems theory and the most important operations and transforms

Unterrichtssprache

Deutsch oder Englisch

Modulprüfung

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

Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten
A_SM, N_SM	5
Summe	5

Aufwand [h]: 150

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Prüfungselemente

Vorlesung / Übung

Form Kompetenznachweis
bÜA	Präsenzübung und Selbstlernaufgaben
bK	Semesterbegleitende Tests

Beitrag zum Modulergebnis
bÜA	unbenotet
bK	benotet, 0...20%

Spezifische Lernziele

Kenntnisse

• Darstellung von zeitdiskreten Signalen (PFK.1,2,4)
  • Darstellung zeitdiskreter Signale im Zeitbereich
  • Fourier-Transformation (DTFT) zeitdiskreter Signale
  • Diskrete Fourier-Transformation (DFT)
  • z-Transformation
• Beschreibung und Analyse zeitdiskreter Systeme im Zeitbereich (PFK.1,2,4)
  • zeitdiskreter Einheitsimpuls und Impulsantwort
  • zeitdiskrete Faltung
  • Filterstrukturen DF1, DF2
• Beschreibung, Analyse und Entwurf zeitdiskreter Systeme im Frequenzbereich (PFK.1,2,4)
  • 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.1,2,4)
• Systemverhalten verstehen (PFK.2,4,10)
  • 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.6,8,9)
  • 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.3,5)
  • 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.7,8,9)
  • 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 (PFK.8,9)

• Die Studierenden können ein diskretes System algorithmisch umsetzen.

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

- Faltung zweier beschränkter zeitdiskreter Signale
- direkte Berechnung der Fourier- und z-Transformierten eines beschränkten zeitdiskreten Signals
- Berechnung der Fourier- und z-Transformierten diskreter Signale über Theoreme und Korrespondenzen
- Rücktransformation mittels Partialbruchzerlegung
- Skizze von Amplituden- und Phasenspektren diskreter Signale
- Erstellung von Blockschaltbildern aus Differenzengleichungen
- Überführung eines diskreten Systems in eine Normalform
- Feststellung der Stabilität eines diskreten Systems aus der Pol-Lage

Praktikum

Form Kompetenznachweis
bPA	Projektaufgabe im Team bearbeiten

Beitrag zum Modulergebnis
bPA	Testat

Spezifische Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Abtastung von Ein- und Ausgangssignalen analoger Systeme (PFK.5,7,8,9)
• Einfache Algorithmen der Signalverarbeitung (PFK.5,7,8,9)
• Design eines einfachen Systems aus einer Anforderungsspezifikation (PFK.5,7,8,9)

Fertigkeiten

• Die Studierenden können mit einem üblichen kommerziellen Werkzeug zur Modellierung und Simulation umgehen (PFK.6.7.8.9)
• Die Studierenden können den Übergang von kontinuierlichen zu zeitdiskreten Signalen nachvollziehen und die wesentlichen Effekte beschreiben. (PFK.6.7.8.9)

Handlungskompetenz demonstrieren

• Die Studierenden können Aufgaben in einem kleinen Team lösen (PFK.6,7,8,9,10)
• Sie können Messergebnisse analysieren und daraus Erkenntnisse über das Messobjekt gewinnen (PFK.6,7,8,9,10)
• Sie können ein reales System modellieren und simulieren (PFK.6,7,8,9,10)
• Sie können eine falsche Wahl der Abtastfrequenz erkennen und korrigieren (PFK.6,7,8,9,10)
• Sie können einfache Algorithmen zur Signalverarbeitung implementieren (PFK.6,7,8,9,10)

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

- Ein unbekanntes LTI-System durch Messungen charakterisieren
- Ein Programm zur Bestimmung von Signalparametern erstellen