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Digitale Signalverarbeitung (DSV)5 ECTS (englische Bezeichnung: Digital Signal Processing)
Modulverantwortliche/r: Walter Kellermann Lehrende:
Walter Kellermann
Startsemester: |
WS 2013/2014 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Englisch |
Lehrveranstaltungen:
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Digitale Signalverarbeitung
(Vorlesung, 3 SWS)
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Ergänzungen und Übungen zur Digitalen Signalverarbeitung
(Übung, 1 SWS, Michael Bürger, Do, 8:15 - 9:45, H5; im wöchentlichen Wechsel mit dem Tutorium)
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Tutorium zur Digitalen Signalverarbeitung (optional)
(Übung, 1 SWS, Michael Bürger, Mi, 18:15 - 19:45, H4; Im wöchentlichen Wechsel mit der Übung)
Empfohlene Voraussetzungen:
Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:
Signale und Systeme (WS 2012/2013)
Inhalt:
Digitale Signalverarbeitung Dozenten: W. Kellermann Umfang: 3 Stunden Vorlesung, 1 Stunde Übung, 1 Stunde Tutorium Voraussetzung: Signale und Systeme I und II Inhalt
Die Vorlesung baut auf der Theorie zeitdiskreter Signale und
Systeme auf und setzt Vertrautheit mit den Eigenschaften
idealisierter und kausaler, realisierbarer Systeme (z.B. Tiefpass,
Hilbertransformator) und entsprechenden Darstellungen in Zeit-,
Frequenz- und z-Bereich voraus. Davon ausgehend werden
Entwurfsverfahren für rekursive und nichtrekursive digitale Filter
diskutiert. Dabei werden zunächst rekursive Systeme nach
Vorschriften im Frequenzbereich entworfen. Butterworth-,
Tschebyscheff- und Cauer-Filter resultieren aus Entwurfsverfahren
für zeitkontinuierliche Systeme. Vorschriften im Zeitbereich
führen beispielsweise auf das Prony-Verfahren oder
Transformationsverfahren wie die Impulsinvariante Transformation.
Bei nichtrekursiven Systemen behandeln wir unter anderen die
Fourier-Approximation ohne und mit Fenstergewichtung sowie
Tschebyscheff-Approximation und deren Realisierung mit dem Remez-
Exchange-Algorithmus.
Der diskreten Fourier-Transformation und den Algorithmen zu ihrer
schnellen Realisierung ('Fast Fourier Transform') wird ebenfalls
ein eigener Abschnitt gewidmet. Als verwandte Transformationen
werden die Cosinus- und Sinus-Transformationen eingeführt.
Daran schließt sich ein Abschnitt zu elementaren Methoden zur
nichtparametrischen Spektralschätzung an. Multiratensysteme und
ihre effizienten Realisierungen in Polyphasenstruktur bilden die
Grundlage zur Behandlung von Analyse/Synthese - Filterbänken und
deren Anwendungen.
Den abschliessenden Teil der Vorlesung bildet
eine Untersuchung der Effekte endlicher Wortlänge, die bei der
Realisierung aller digitalen Signalverarbeitungssysteme
unvermeidlich sind. Zur Vorlesung wird jeweils im Sommersemester das Praktikum Digitale Signalverarbeitung
angeboten.
Literatur:
Empfohlene Literatur/ Recommended Reading: ....1. J.G. Proakis, D.G. Manolakis: Digital Signal Processing. 3rd
edition. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1996.
....2. A.V. Oppenheim, R.V. Schafer: Digital Signal Processing. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1975.
....3. K.D. Kammeyer, K. Kroschel: Digitale Signalverarbeitung:
Filterung und Spektralanalyse. 4. Aufl. Teubner, Stuttgart, 1998.
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2013 | Studienrichtung Medizinische Bild- und Datenverarbeitung | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (BDV))
- Medizintechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2013 | Studienrichtung Medizinelektronik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (MEL))
Studien-/Prüfungsleistungen:
Digitale Signalverarbeitung (Vorlesung mit Übung) (Prüfungsnummer: 35001)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2013/2014, 1. Wdh.: SS 2014, 2. Wdh.: keine Wiederholung
1. Prüfer: | Walter Kellermann |
- Termin: 18.03.2014, 13:30 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 20.03.2015, 15:30 Uhr, Ort: H 11
Termin: 06.10.2015
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