Lehrveranstaltung
DSS - Diskrete Signale und Systeme
PDF Lehrveranstaltungsverzeichnis English Version: DSS
Version: 2 | Letzte Änderung: 11.09.2019 11:39 | Entwurf: 0 | Status: vom verantwortlichen Dozent freigegeben
| Langname | Diskrete Signale und Systeme |
|---|---|
| Anerkennende LModule | DSS_BaET |
| Verantwortlich |
Prof. Dr. Harald Elders-Boll
Professor Fakultät IME |
| Niveau | Bachelor |
| Semester im Jahr | Sommersemester |
| Dauer | Semester |
| Stunden im Selbststudium | 60 |
| ECTS | 5 |
| Dozenten |
Prof. Dr. Harald Elders-Boll
Professor Fakultät IME |
| Voraussetzungen | Kenntnisse der folgenden mathematischen Grundlagen: trigonometrische, exp., log-Funktionen; Grenzwerte; komplexe Rechnung, Integral- und Differentialrechnung; unendliche Reihen; Partialbruchzerlegung; Reihenentwicklung |
| Unterrichtssprache | deutsch |
| separate Abschlussprüfung | Ja |
Literatur
Jens Rainer Ohm und Hans Dieter Lüke, Signalübertragung, Springer, 2014
Martin Meyer, Signalverarbeitung, Springer Vieweg, 2014
Martin Werner, Signale und Systeme, Springer Vieweg, 2008
Bernd Girot u.a., Einführung in die Systemtheorie, Springer Vieweg, 2007
Martin Meyer, Signalverarbeitung, Springer Vieweg, 2014
Martin Werner, Signale und Systeme, Springer Vieweg, 2008
Bernd Girot u.a., Einführung in die Systemtheorie, Springer Vieweg, 2007
Abschlussprüfung
Details
In der Prüfung sollen die Studierenden durch Lösen von Aufgaben zu den Verfahren und Algorithmen zur Analyse und Verarbeitung von diskreten Signalen und Systemen, wie der diskreten Faltung, der DTFT, der z-Transformation und der DFT/FFT, nachweisen, dass sie mit den im Modul erworbenen Kenntnissen und Fähigkeiten in der Lage sind, die Eigenschaften zeitdiskreter Signale und Systeme im Zeit- und Frequenzbereich zu ermitteln, darzustellen und zu interpretieren, und sie analoge Signale digitalisieren, analysieren und in einfachen zeitdiskreten Systemen verarbeiten können.Alternativ könnten die Fertigkeiten und Kenntnisse auch in einer mündlichen Prüfung ermittelt werden.
Mindeststandard
Mindestens 24 der möglichen 50 möglichen Gesamtpunkte aus der Klausur und den zwei Tests während des Semesters.In der Klausur können maximal 40 Punkte in den zwei Tests während des Semesters können maximal jeweils 5 in der Summe also 10 Punkte erreicht werden.
Prüfungstyp
In der Prüfung sollen die Studierenden durch Lösen von Aufgaben zu den Verfahren und Algorithmen zur Analyse und Verarbeitung von diskreten Signalen und Systemen, wie der diskreten Faltung, der DTFT, der z-Transformation und der DFT/FFT, nachweisen, dass sie mit den im Modul erworbenen Kenntnissen und Fähigkeiten in der Lage sind, die Eigenschaften zeitdiskreter Signale und Systeme im Zeit- und Frequenzbereich zu ermitteln, darzustellen und zu interpretieren, und sie analoge Signale digitalisieren, analysieren und in einfachen zeitdiskreten Systemen verarbeiten können.Alternativ könnten die Fertigkeiten und Kenntnisse auch in einer mündlichen Prüfung ermittelt werden.
Lernziele
Kenntnisse
Grundbegriffe: Klassifikation von zeitdiskreten Signale und Systemen, Stabilität, Kausalität,
LSI-Systeme: zeitdiskrete Faltung zeitdiskreter Signale, Stabilität, Kausalität
Abtatstung: abgetastete und zeitdiskrete Signale, Abtasttheorem, Aliasing
DTFT: Hertleitung, Korrespondenzen und Theoreme, Berechnung, Frequenzgang
z-Transformation: Herleitung, Korrespondenzen und Theoreme, Berechnung, Rücktransformation, Übertragungsfunktion, Stabilität, Zusammenhang zwischen Frequenzgang und Übertragungsfunktion, Blockschaltbilder
DFT: Herleitung, Korrespondenzen und Theoreme, Leakage-Effekt
Grundlagen des Filterentwurfs: Grundlagen des Entwurfs FIR und IIR Filtern, grundlegende Eigenschaften, Vergleich von FIR und IIR Filtern
LSI-Systeme: zeitdiskrete Faltung zeitdiskreter Signale, Stabilität, Kausalität
Abtatstung: abgetastete und zeitdiskrete Signale, Abtasttheorem, Aliasing
DTFT: Hertleitung, Korrespondenzen und Theoreme, Berechnung, Frequenzgang
z-Transformation: Herleitung, Korrespondenzen und Theoreme, Berechnung, Rücktransformation, Übertragungsfunktion, Stabilität, Zusammenhang zwischen Frequenzgang und Übertragungsfunktion, Blockschaltbilder
DFT: Herleitung, Korrespondenzen und Theoreme, Leakage-Effekt
Grundlagen des Filterentwurfs: Grundlagen des Entwurfs FIR und IIR Filtern, grundlegende Eigenschaften, Vergleich von FIR und IIR Filtern
Fertigkeiten
Beurteilung der Stabilität von LSI Systemen
Berechnung der DTFT und der z-Transformation
Implementierung von FIR Systemen durch Programmierung der diskreten Faltung
Implementierung von einfachen IIR Systemen
Beurteilung der Filtercharakteristik anhand des Frequenzgangs und des Höreindrucks
Berechnung der DTFT und der z-Transformation
Implementierung von FIR Systemen durch Programmierung der diskreten Faltung
Implementierung von einfachen IIR Systemen
Beurteilung der Filtercharakteristik anhand des Frequenzgangs und des Höreindrucks
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Vorlesung | 2 |
| Übungen (ganzer Kurs) | 2 |
| Übungen (geteilter Kurs) | 0 |
| Tutorium (freiwillig) | 0 |
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial
Vorlesungsfolien als pdf-Dokument
Übungsaufgaben mit Musterlösung
Alte Klausuren mit Lösungen
Übungsaufgaben mit Musterlösung
Alte Klausuren mit Lösungen
Separate Prüfung
Prüfungstyp
Übungsaufgabe mit fachlich / methodisch eingeschränktem Fokus unter Klausurbedingungen lösenDetails
Zwei semesterbegleitende Tests in Form von Aufgaben, die den bis zum jeweiligen Zeitpunkt in der Vorlesung/Übung behandelten Stoff aufgreifen und so bei Bestehen sicherstellen, dass die Grundlagen zur erfolgreichen Teilnahme an den entsprechenden Praktikumsversuchen gegeben ist.Mindeststandard
Mindestens 2 von maximal 5 erreichbaren Punkten pro Test.Lernziele
Fertigkeiten
Zwei Laborversuche zur digitalen Signalverarbeitung akustischer Signale am Rechner mit iPython Notebooks, um die in der Vorlesung/Übung erworbenen Kenntnisse und Fertigkeiten praktisch anzuwenden:
1. Zeitdiskrete Signale und Systeme im Zeitbereich:
Programmierung der zeitdiskreten Faltung und Implementierung von einfachen FIR Filtern
Programmierung eines einfachen rekursiven (IIR) Systems
Beurteilung der Wirkung der Filter anhand von akustischen Signalbeispielen
2. Zeitdiskrete Signale und Systeme im Frequenzbereich
Analyse von einfachen FIR und IIR Filtern im Frequenzbereich mit Hilfe der DTFT und der z-Transformation
Vergleich des Höreindrucks und des Frequenzgangs
1. Zeitdiskrete Signale und Systeme im Zeitbereich:
Programmierung der zeitdiskreten Faltung und Implementierung von einfachen FIR Filtern
Programmierung eines einfachen rekursiven (IIR) Systems
Beurteilung der Wirkung der Filter anhand von akustischen Signalbeispielen
2. Zeitdiskrete Signale und Systeme im Frequenzbereich
Analyse von einfachen FIR und IIR Filtern im Frequenzbereich mit Hilfe der DTFT und der z-Transformation
Vergleich des Höreindrucks und des Frequenzgangs
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Praktikum | 1 |
| Tutorium (freiwillig) | 0 |
Besondere Literatur
keine/none
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial
Versuchsanleitung als iPython Notebook.
Separate Prüfung
Prüfungstyp
praxisnahes Szenario bearbeiten (z.B. im Praktikum)Details
Erfolgreiche Bearbeitung dfer Parktikumsversuche in Kleingruppen von in der Regel zwei Studierenden. Das Bestehen des entsprechenden Tests aus der Vorlesung/Übung ist Zugangsvoraussetzung um am Praktikum teilnehmen zu können.Mindeststandard
Erfolgreiche Teilnehme an beiden Versuchen. Pro Versuch müssen die wesentlichen Versuchsanteile erfolgreich und selbstständig bearbeitet werden. Im entsprechenden Test in der Vorlesung/Übung müssen zum Bestehen 2 von 5 möglichen Punkten erreicht werden
Bei Fehlern, bitte Mitteilung an die
Webredaktion der Fakultät IME
Webredaktion der Fakultät IME
© 2022 Technische Hochschule Köln