Lehrveranstaltungshandbuch Diskrete Signale und Systeme

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Verantwortlich: Prof. Dr. Harald Elders-Boll

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 DSS
  • Ba TIN2010 DSS

Organisation

Version erstellt 2012-05-03 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Diskrete Signale und Systeme LVID F07_DSS LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) 1 Praktikum 1 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) 15 Praktikum 15 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) 40 Praktikum 10 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch, 80%
• Englisch, 20%

Niveau

• Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

• Inhalte von F07_ASS
• Summen und Reihen

Literatur

• Carlson, G. E.: Signal and Linear System Analysis, John Wiley & Sons, Inc.
• Girod, B.: Einführung in die Systemtheorie, Teubner Verlag
• von Grünigen, D. Ch.: Digitale Signalverarbeitung, Fachbuchverlag Leipzig
• Hsu, H.P.: Signals and Systems, Schaums Outlines
• Meyer, M.: Signalverarbeitung, Verlag Vieweg
• Ohm, J.-R.; Lüke, H. D.: Signalübertragung, Springer-Verlag
• Oppenheim, A.V.; Wilsky, A.S.:Signals & Systems, Prentice Hall
• Werner, M.: Signale und Systeme, Verlag Vieweg

Dozenten

• Prof. Dr. Harald Elders-Boll

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• Dipl.-Ing. Martin Seckler

Zeugnistext

Diskrete Signale und Systeme

Kompetenznachweis

Form
sK	Klausur

Aufwand [h]
sK	10

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Signale
  • Fourier-Transformation (DTFT) zeitdiskreter Signale
    • Theoreme und Beispiele zur DTFT
  • Diskrete Fourier-Transformation (DFT)
    • Herleitung der DFT (und der iDFT)
    • Definition der DFT (und der iDFT)
    • Auflösung in Zeit- und Frequenzbereich
  • z-Transformation
    • Einseitige z-Transformation
    • Korrespondenzen und Theoreme der z-Transformation
    • Grenzwertsätze der z-Transformation
    • Rücktransformation mittels Partialbruchzerlegung
    • Zeitsignal-Ermittlung durch Potenzreihenentwicklung
    • Zusammenhang zur DTFT
• Systeme; Signalübertragung
  • Zeitdiskrete LTI-Syteme
    • Differenzengleichung und Blockschaltbilder
    • Der zeitdiskrete Einheitsimpuls und die Impulsantwort
    • zeitdiskreter Sprung und Sprungantwort (Übergangsfunktion)
    • Die zeitdiskrete Faltung
    • z-Transformierte eines Verzögerungselementes
    • Die z-Übertragungsfunktion
    • Pol- Nullstellendiagramm und Stabilität
    • FIR- und IIR Systeme
  • Entwurf diskreter Filter
    • Filterstrukturen DF1, DF2
    • Zeitdiskreter idealer Tiefpass
    • Entwurf von IIR-Filtern
    • Entwurf von FIR Filtern
    • Vergleich von FIR- und IIR-Filtern

Fertigkeiten

• Die Studierenden erarbeiten sich grundlegende Kenntnisse über Theorie und Anwendung diskreter Signale und Systeme
• Systemverhalten verstehen
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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.

Begleitmaterial

• elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
• elektronische Übungsaufgabensammlung

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bK	(optional) 2 eTests je 20min (je 1x wiederholbar)

Beitrag zum LV-Ergebnis
bK	(falls angeboten) benotet: 20%

Intervall: 1/Jahr

Praktikum

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Abtastung von Ein- und Ausgangssignalen analoger Systeme
• Einfache Algorithmen der Signalverarbeitung
• Design eines einfachen Systems aus einer Anforderungsspezifikation

Fertigkeiten

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

Handlungskompetenz demonstrieren

• Die Studierenden können Aufgaben in einem kleinen Team lösen
• Sie können Messergebnisse analysieren und daraus Erkenntnisse über das Messobjekt gewinnen
• Sie können ein reales System modellieren und simulieren
• Sie können eine falsche Wahl der Abtastfrequenz erkennen und korrigieren
• Sie können einfache Algorithmen zur Signalverarbeitung implementieren

Begleitmaterial

• elektronische Einführung in die Praktikums-Komponenten
• elektronische Beschreibung der Praktikums-Versuche (Aufgabenstellung)
• elektronische Dokumentation der eingesetzten Tools

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
Praktikum	2-3 Versuche

Beitrag zum LV-Ergebnis
Praktikum	Voraussetzung für Zulassung zur Klausur

Intervall: 1/Jahr