Meyer Signalverarbeitung

Analoge und digitale Signale, Systeme und Filter
3., korrigierte Auflage 2003
ISBN: 978-3-322-96946-0
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 287 Seiten, eBook

Reihe: uni-script

1. 1 Das Konzept der System theorie Das Fach "Signalverarbeitung" befasst sich mit der Beschreibung von Signalen und mit der Be schreibung, Analyse und Synthese von Systemen. Signale sind ändernde physikalische Grössen, z. B. eine elektrische Spannung. Aber auch ein Börsenkurs, die Pulsfrequenz eines Sportlers, die Drehzahl eines Antriebes usw. sind Signale. Signale sind Träger von Information und Energie. Unter Systemen versteht man eine komplexe Anordnung aus dem technischen, ökonomischen, biologischen, sozialen usw. Bereich. Als Beispiele sollen dienen: Die Radaufuängung eines Fahrzeuges, der Verdauungstrakt eines Lebewesens, ein digitales Filter usw. Systeme verarbeiten Signale und somit auch Information und Energie. Information ist ein Wissensinhalt, die physikalische Repräsentation dieses Wissens (also die Wissensdarstellung) ist ein Signal. Beispiel: Die Körpertemperatur des Menschen ist ein Signal und gibt Auskunft über den Gesundheitszustand. Für die Untersuchung von Systemen bedient man sich eines mathematischen Modells. Es zeigt sich, dass in der abstrakten mathematischen Formulierung viele äusserlich verschiedenartige Systeme dieselbe Form annelunen. Beispiel: ein mechanisches Feder-Masse-Reibungssystem kann mit der identischen Differentialgleichung beschrieben werden wie ein gedämpfter elektrischer Schwingkreis. Diese Beobachtung hat zwei Konsequenzen: Erstens ist es vorteilhaft, eine "Systemtheorie" als eigenständige Disziplin (also ohne Bezug zu einer realen Anwendung) zu pflegen. In dieser mathematischen Abstrahierung liegt die ungeheure Stärke der Systemtheorie begründet. Vertreter verschiedener Fachgebiete sprechen dadurch eine gemeinsame Sprache und können vereint an einer Aufgabe arbeiten.

Zielgruppe

Upper undergraduate

Autoren/Hrsg.

Meyer, Martin

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung.- 1.1 Das Konzept der Systemtheorie.- 1.2 Übersicht über die Methoden der Signalverarbeitung.- 2 Analoge Signale.- 2.1 Klassierung der Signale.- 2.2 Die Fourierreihe (FR).- 2.3 Die Fouriertransformation (FT).- 2.4 Die Laplace-Transformation (LT).- 3 Analoge Systeme.- 3.1 Klassierung der Systeme.- 3.2 Die Impulsantwort oder Stossantwort.- 3.4 Die Schrittantwort oder Sprungantwort.- 3.5 Kausale Systeme.- 3.6 Pole und Nullstellen.- 3.7 Normierung.- 3.8 Übersicht über die Systembeschreibungen.- 4 Analoge Filter.- 4.1 Einführung.- 4.2 Approximation des idealen Tiefpasses.- 4.3 Frequenztransformation.- 4.4 Die praktische Realisierung von aktiven Filtern.- 5 Digitale Signale.- 5.1 Einführung.- 5.2 Die Fouriertransformation für Abtastsignale (FTA).- 5.3 Die diskrete Fouriertransformation (DFT).- 5.4 Praktische Frequenzanalyse.- 5.5 Die diskrete Faltung.- 5.6 Die z-Transformation (ZT).- 5.7 Übersicht über die Signaltransformationen.- 6 Digitale Systeme.- 6.1 Einführung.- 6.2 Die Differenzengleichung.- 6.3 Die Impulsantwort.- 6.4 Der Frequenzgang und die z-Übertragungsfunktion.- 6.5 Die Schrittantwort.- 6.6 Pole und Nullstellen.- 6.7 Strukturen und Blockschaltbilder.- 6.8 Digitale Simulation analoger Systeme.- 6.9 Übersicht über die Systeme.- 6.10 Der Einfluss der Amplitudenquantisierung.- 6.11 Die Realisierung von digitalen Systemen.- 7 Digitale Filter.- 7.1 IIR-Filter.- 7.2 FIR-Filter.- 7.3 Die Realisierung eines Digitalfilters.- 7.4 Systeme mit mehreren Abtastraten.- Hinweise zur Weiterarbeit.- Verzeichnis der Formelzeichen.- Verzeichnis der Abkürzungen.- Sachwortverzeichnis.

Über Autor(innen)

Prof. Dr. Martin Meyer lehrt Nachrichtentechnik an der Fachhochschule Aargau (Schweiz).