Digitale Signalverarbeitung

Studiengang: Informationstechnik, Multimediatechnik, Eingebettete Systeme

Mit der Vermittlung sowohl der theoretischen Grundlagen zeitdiskreter Signale und Systeme als auch grundlegender Algorithmen und Techniken moderner digitaler Signalverarbeitung wird der Studierende befähigt, für ein zu konzipierendes technisches System die notwendige Form der Signalverarbeitung auszuwählen und zu realisieren.

Lehrinhalte

Einführung in die digitale Signalverarbeitung
- Einsatzgebiete und Aufgaben der digitalen Signalverarbeitung
- Komponenten eines digitalen Signalverarbeitungssystems
Analog- Digital- Wandlung
- Abtasttheorem, Amplitudenquantisierung
- Digital- Analog- Umsetzung
- Oversampling
- binäre Zahlendarstellungen in der digitalen Signalverarbeitung
Rekapitulation zu zeitdiskreten Signalen und Systemen
- zeitdiskrete Signale, Elementarfolgen
- lineare zeitinvariante diskrete Systeme
- diskrete Faltung
- Z- Transformation, zeitdiskrete Fourier- Transformation
Digitale Filter
- Digitaler Filter als LTI- System
  - Differenzengleichung
  - Übertragungsfunktion, Frequenzgang
  - Impuls- und Sprungantwort
- Eigenschaften und Strukturen digitaler Filter
  - FIR- Filter, linarphasige FIR- Filter
  - IIR- Filter
  - Anwendungsaspekte von FIR- und IIR- Filtern
- Entwurf digitaler Filter
  - FIR- Filterentwurf ( Fensterfunktionenmethode, Optimalmethode )
  - IIR- Filterentwurf ( bilineare und impulsinvariante Transformation )
- Entwurf und Analyse spezieller digitaler Systeme
  - Differentiator, Integrator
  - Hilbert- Transformator
  - Kammfilter
  - Halbband- Filter
  - Raised / Root Raised Cosine Filter
- Implementation digitaler Filter
  - nichtideale Effekte ( Quantisierung, Skalierung )
  - DSP- Implementationen von FIR- und IIR- Filtern
Diskrete Fourier- Transformation ( DFT )
- Definition und Eigenschaften
- schnelle Fourier- Transformation ( FFT )
Diskrete Faltung
- Definition und Algorithmen
- schnelle Faltung ( fast convolution nach overlap and add , split fast convolution )
Korrelation diskreter Signale
- Definition und Algorithmen
- schnelle Korrelation ( fast correlation )
- Anwendungen
Algorithmen zur Spektralanalyse
- Analyse periodischer Signale
- Spektralschätzung stationärer zufälliger Signale
- Kurzzeit- Spektralanalyse
- Fensterung in der Spektralanalyse
- Goertzel Algorithmus
- Anwendungen