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Signale und Systeme I (SISY I)5 ECTS (englische Bezeichnung: Signals and Systems I)
Modulverantwortliche/r: André Kaup Lehrende:
André Kaup, Jürgen Seiler
Startsemester: |
WS 2021/2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Signale und Systeme I
(Vorlesung, 2,5 SWS, André Kaup, Mo, Do, 16:15 - 17:45, H9; Die Vorlesung am Donnerstag findet im Wechsel mit der Übung statt. Die Veranstaltung findet in Präsenz statt. Eine Online-Belegung ist möglich, genauere Informationen dazu finden Sie in StudOn.)
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Übung zu Signale und Systeme I
(Übung, 1,5 SWS, Frank Sippel, Mi; Die Übung findet am Donnerstag im Wechsel mit der Vorlesung statt.)
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Tutorium zu Signale und Systeme I (optional)
(Tutorium, 1 SWS, Simon Grosche et al.)
Empfohlene Voraussetzungen:
Modul „Grundlagen der Elektrotechnik I+II“ oder Module „Einführung in die IuK“ sowie „Elektronik und Schaltungstechnik“
Inhalt:
Kontinuierliche Signale
Elementare Operationen, Delta-Impuls, Energie und Leistung, Skalarprodukt und Orthogonalität, Faltung und Korrelation
Fourier-Transformation
Definition, Symmetrien, inverse Transformation, Sätze und Korrespondenzen
Laplace-Transformation
Definition, Eigenschaften und Sätze, Inverse Transformation, Korrespondenzen
Kontinuierliche LTI-Systeme im Zeitbereich
Impulsantwort, Sprungantwort, Beschreibung durch Differentialgleichungen, Direktformen, Zustandsraumdarstellung, äquivalente Zustandsraumdarstellungen, Transformation auf Diagonalform
Kontinuierliche LTI-Systeme im Frequenzbereich
Eigenfunktionen, Systemfunktion und Übertragungsfunktion, Verkettung von LTI-Systemen, Zustandsraumbeschreibung im Frequenzbereich
Kontinuierliche LTI-Systeme mit Anfangsbedingungen
Lösung mit der Laplace-Transformation, Lösung über die Zustandsraumbeschreibung, Zusammenhang zwischen Anfangswert und Anfangszustand
Kontinuierliche LTI-Systeme mit speziellen Übertragungsfunktionen
Reellwertige Systeme, verzerrungsfreie Systeme, linearphasige Systeme, minimalphasige Systeme und Allpässe, idealer Tiefpass und idealer Bandpass
Kausalität und Hilbert-Transformation
Kausale kontinuierliche LTI-Systeme, Hilbert-Transformation, analytisches Signal
Stabilität und rückgekoppelte Systeme
Übertragungsstabilität, kausale stabile kontinuierliche LTI-Systeme, Stabilitätskriterium von Hurwitz, rückgekoppelte Systeme
Abtastung und periodische Signale
Delta-Impulskamm und seine Fourier-Transformierte, Fourier-Transformierte periodischer Signale, Abtasttheorem, ideale und nichtideale Abtastung und Rekonstruktion, Abtastung im Frequenzbereich
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
analysieren kontinuierliche Signale mit Hilfe der Fourier- und Laplace-Transformation
bestimmen die Impulsantwort, Direktformen und Zustandsraumdarstellung für kontinuierliche lineare zeitinvariante Systeme
berechnen System- und Übertragungsfunktionen für kontinuierliche lineare zeitinvariante Systeme
analysieren die Eigenschaften von kontinuierlichen linearen zeitinvarianten Systemen aufgrund der Zeit- und Frequenzbereichsbeschreibung
stufen kontinuierliche lineare zeitinvariante Systeme an-hand ihrer Eigenschaften Verzerrungsfreiheit, Linearphasigkeit und Minimalphasigkeit ein
bewerten Kausalität und Stabilität von kontinuierlichen linearen zeitinvarianten Systemen
beurteilen die Effekte und Grenzen einer Abtastung von kontinuierlichen Signalen
Literatur:
B. Girod, R. Rabenstein, A. Stenger, „Einführung in die Systemtheorie“, Wiesbaden: Teubner-Verlag, 2005
Weitere Informationen:
www: https://www.studon.fau.de/crs98280.html
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Signale und Systeme I)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Signale und Systeme I (Prüfungsnummer: 26801)
(englischer Titel: Signals and Systems I)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022
- Termin: 21.02.2022, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 12.10.2022
Termin: 12.10.2022
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