Vogel Signaltheorie und Kodierung

1999
ISBN: 978-3-642-58473-2
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 370 Seiten, eBook

Reihe: Springer-Lehrbuch

Dieses Lehrbuch führt verständlich in ein abstraktes Fachgebiet ein. Das didaktische Konzept dafür beinhaltet die Entwicklung der theoretischen Grundlagen anhand von Beispielen, sowie Übungen mit Lösungen. Die Orientierung wird durch Strukturelemente wie Definitionen und Sätze erleichtert. Als mathematische Voraussetzung zum Verständnis werden lediglich Folgen und Reihen benötigt. Inhaltliche Schwerpunkte sind die Verarbeitung zeitdiskreter Signale durch lineare zeitinvariante Systeme, sowie die Kodierung dieser Signale. Gültigkeitsgrenzen werden aufgezeigt und hinter diese Grenzen geschaut.

Zielgruppe

Upper undergraduate

Autoren/Hrsg.

Vogel, Peter

Inhaltsverzeichnis

1. Zeitdiskrete und zeitkontinuierliche Signale.- 1.1 Signalmodelle.- 1.2 Signaloperationen.- 1.3 Signalräume.- 1.4 Übungsaufgaben zu Kapitel 1.- 2. Systeme.- 2.1 Systemeigenschaften.- 2.2 Zusammenschaltung von Systemen.- 2.2.1 Summenschaltung und Hintereinanderschaltung.- 2.2.2 Inverse Systeme.- 2.2.3 Rückkopplung.- 2.3 Übungsaufgaben zu Kapitel 2.- 3. Zeitdiskrete Faltungssysteme.- 3.1 Faltungsdarstellung bei LTI-Systemen.- 3.2 Zeitdiskrete Faltung.- 3.2.1 Faltbarkeit.- 3.2.2 Faltung von Einschaltvorgängen.- 3.2.3 z-Transformation für Signale endlicher Dauer.- 3.3 Zusammenschaltung von Faltungssystemen.- 3.3.1 Summenschaltung von Faltungssystemen.- 3.3.2 Hintereinanderschaltung von Faltungssystemen.- 3.3.3 Rückkopplung von Faltungssystemen.- 3.4 FIR-Filter.- 3.4.1 Die Übertragungsfunktion von FIR-Filtern.- 3.4.2 Die Frequenzfunktion von FIR-Filtern.- 3.5 Fouriertransformation.- 3.6 z-Transformation.- 3.7 IIR-Filter.- 3.7.1 Zusammenschaltung von FIR-Filtern.- 3.7.2 Approximation von IIR-Filtern mit FIR-Filtern.- 3.8 Übungsaufgaben zu Kapitel 3.- 4. Verallgemeinerung zeitdiskreter Faltungssysteme.- 4.1 Approximation von LTI-Systemen mit FIR-Filtern.- 4.2 Faltungssysteme für Vektoren.- 4.2.1 Unitäre Transformationen.- 4.2.2 Faltungssatz für Vektoren.- 4.3 Übungsaufgaben zu Kapitel 4.- 5. Beliebige zeitdiskrete LTI-Systeme.- 5.1 Signalräume.- 5.2 Signalabhängigkeiten.- 5.2.1 Abhängigkeiten innerhalb eines Signals.- 5.2.2 Abhängigkeiten zwischen mehreren Signalen.- 5.3 Definition zeitdiskreter LTI-Systeme.- 5.3.1 Definition mit Hilfe von Basis-Signalen.- 5.3.2 Definition mit Hilfe direkter Summen.- 5.4 Fortsetzung zeitdiskreter LTI-Systeme.- 5.5 Allgemeingültige Aussagen über LTI-Systeme.- 5.6 Übungsaufgaben zu Kapitel 5.- 6. Signalabtastung.- 6.1 Zeitkontinuierliche Signale und Systeme.- 6.1.1 Frequenzfunktion eines LTI-Systems.- 6.1.2 Bandbegrenzte Signale.- 6.2 Interpolation zeitkontinuierlicher Signale.- 6.2.1 Abtasttheorem und Alias-Effekt.- 6.2.2 Kausale Interpolation.- 6.3 Realisierung kontinuierlicher Systeme durch diskrete Systeme.- 6.4 Realisierung diskreter Systeme durch kontinuierliche Systeme.- 6.5 Amplitudenmodulation zeitdiskreter Signale.- 6.6 Interpolation zeitdiskreter Signale.- 6.6.1 Interpolation sinusförmiger Signale.- 6.6.2 Interpolation nicht sinusförmiger Signale.- 6.7 Übungsaufgaben zu Kapitel 6.- 7. AD-Umsetzung.- 7.1 Skalare Quantisierung.- 7.2 Mittlerer quadratischer Quantisierungsfehler.- 7.3 Übungsaufgaben zu Kapitel 7.- 8. Kanalkodierung.- 8.1 Digitale Kanäle.- 8.2 Rückmeldesysteme.- 8.3 Fehlerkorrektur ohne Rückmeldung.- 8.4 Übungsaufgaben zu Kapitel 8.- 9. Quellenkodierung.- 9.1 Variable-Length-Kodierung.- 9.2 Datenkompression mit skalarer Quantisierung.- 9.3 Prädiktive Kodierung.- 9.3.1 Prädiktion mit dem Vorgängerwert.- 9.3.2 Optimale Prädiktion mit einem Filterkoeffizient.- 9.3.3 Optimale Prädiktion mit zwei Filterkoeffizienten.- 9.3.4 Adaptive Prädiktion.- 9.4 Transformationskodierung.- 9.5 Vektorquantisierung.- 9.6 Übungsaufgaben zu Kapitel 9.- A. Anhang.- A.1 Lösung einer FIR-Gleichung.- A.2 Universelle LTI-Systeme.- A.2.1 FIR-approximierbare LTI-Systeme.- A.2.2 Großer Fortsetzungssatz.- A.3 Interpolation sinusförmiger Signale.- B. Lösung der Übungsaufgaben.- B.1 Lösungen zu Kapitel 1.- B.2 Lösungen zu Kapitel 2.- B.3 Lösungen zu Kapitel 3.- B.4 Lösungen zu Kapitel 4.- B.5 Lösungen zu Kapitel 5.- B.6 Lösungen zu Kapitel 6.- B.7 Lösungen zu Kapitel 7.- B.8 Lösungen zu Kapitel 8.- B.9 Lösungen zu Kapitel 9.

Über Autor(innen)

Peter Vogelstudierte Elektrotechnik und Mathematik an der technischen Hochschule Darmstadt. In den Jahren 1981-1994 war er bei Philips in Nürnberg mit Grundlagenuntersuchungen auf dem Gebiet der Datenkompression betraut und durfte die spannende Entwicklung von Standards für die Bildkodierung mitgestalten, u. a. durch die „2D-Runlength-Kodierung“. Während dieser Zeit promovierte er an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Seit 1994 lehrt er an der Fachhochschule Düsseldorf Nachrichtentechnik.studierte Elektrotechnik und Mathematik an der technischen Hochschule Darmstadt. In den Jahren 1981-1994 war er bei Philips in Nürnberg mit Grundlagenuntersuchungen auf dem Gebiet der Datenkompression betraut und durfte die spannende Entwicklung von Standards für die Bildkodierung mitgestalten, u. a. durch die „2D-Runlength-Kodierung“. Während dieser Zeit promovierte er an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Seit 1994 lehrt er an der Fachhochschule Düsseldorf Nachrichtentechnik.studierte Elektrotechnik und Mathematik an der technischen Hochschule Darmstadt.In den Jahren 1981-1994 war er bei Philips in Nürnberg mit Grundlagenuntersuchungenauf dem Gebiet der Datenkompression betraut und durfte die spannende Entwicklungvon Standards für die Bildkodierung mitgestalten, u. a. durch die „2D-Runlength-Kodierung“. Während dieser Zeit promovierte er an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Seit 1994 lehrt er an der Fachhochschule Düsseldorf Nachrichtentechnik.