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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Einführung in die digitale Signalverarbeitung

Inhalt: Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung, zeitdiskrete Signale und LTI-Systeme, diskrete Faltung, Fourier- und Z-Transformation, DFT, Fensterung, Filterstrukturen, IIR- und FIR-Filter, Filterentwurf (Fenstermethode, bilineare Transformation), Abtastung

Zeitraum und Ort

Vorlesung (3135 L 371)

Wochentag / Zeit: 13.10.2014 - 09.02.2015 , Mo 14-16
Raum: TA 251

Übung (3135 L 372)

Wochentag / Zeit: 16.10.2014 - 14.02.2015 , Do 12-14
Raum:  HL 001

Dozenten und Tutoren

Dozent: Prof. Dr. Stefan Weinzierl

Tutor: Vitali Rotteker

Prüfung

Die Klausur findet am 16.02.2015 in Raum TA 251 um 10.00 Uhr statt.

Die Wiederholungsklausur findet am Mo, den 04.05. um 12.00 in TA 251 statt.

Zugelassene Hilsmittel: nicht programmierbarer Taschenrechner, DIN A4 einseitig handbeschriebene Formelsammlung.

Zur Klausurvorbereitung eignet sich das Lösen der Aufgaben in der Aufgabensammlung.

Bitte Studenten-/Lichtbildausweis mitbringen.

Die Ergebnisse der Klausur befinden sich hier: Klausurergebnisse

Die Ergebnisse der Wiederholungsklausur (SoSe 2015) befinden sich hier: Klausurergebnisse_2

Die sich daraus ergebenden Gesamtnoten enthält folgende Tabelle: Gesamtnoten

Die Note der Klausur und die Gesamtnote für die drei während des Semesters abgegebenen Übungsblätter werden im Verhältnis 2:1 gewichtet und ergeben die Modul-Note.

 

Voraussetzungen

Zum Besuch von Vorlesung und Übung ist eine lauffähige Version von MATLAB oder eines freien MATLAB-Clones erforderlich. Günstigste Bezugsquelle für MATLAB ist der Erwerb einer Studenten-Lizenz. Für die digitale Signalverarbeitung ist die Signal Processing Toolbox erforderlich, für AKT Studierende ist zusätzlich die Statistics Toolbox empfehlenswert.

 

Weitere Informationen

Veranstaltungstyp: Vorlesung und Übung 
Umfang: 4 SWS (VL+UE)
Angebot: jedes 2. Semester (immer im WS)
Voraussetzung: Analysis I
Veranstaltungsnummer: 3135 L 371, 3135 L 372

Terminübersicht


Termin
Mo, 14-16 Uhr
(TA 251)
Do, 12-14 Uhr
(EN 193)
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung
Vorlesung
Übung und Klausurvorbereitung
Klausur

Inhalte und Literatur


Termin
Datum
Inhalt
Skript*
1. VL
Vorlesungseinführung, Signale
2.1
2. VL
Systeme und Systemeigenschaften, LTI-Systeme, Faltungssumme
2.2, 2.3
3. VL
Faltung, Eigenschaften von LTI-Systemen
2.3, 2.4
4. VL
Differenzengleichungen, Blockschaltbilder, FIR-& IIR-Systeme
2.5, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4
5. VL
Darstellung im Frequenzbereich, Fouriertransformation
2.6, 2.7
6. VL
Eigenschaften der Fouriertransformation, z-Transformation
2.8, 2.9
7. VL
z-Transformation, Konvergenzbereich, Pole und Nullstellen, Eigenschaften des Konvergenzbereichs
3.1, 3.2
8. VL
Inverse z-Transformation, Eigenschaften der z-Transformation
3.2, 3.3, 3.4
9. VL
Analyse von LTI-Systemen: Amplitudengang, Phasengang, Gruppenlaufzeit
5.1, 5.2, 5.3
10. VL
DFT
8.1, 8.4
11. VL
Eigenschaften der DFT
8.5, 8.6
12. VL
Fensterung
10.1, 10.2, 10.3
13. VL
FIR-Filter: Filterentwurf mit Fenstermethode, linearphasige FIR, minimalphasige FIR aus IIR-Prototypen
7.1.2
14. VL
IIR-Filter: Filterentwurf mit bilinearer Transformation
5.7.2, 5.7.3, 7.2
15. VL
Inverse Filter
16. VL
Abtastung im Zeit- und Frequenzbereich
4.1, 4.2, 4.3
Kapitel in: *A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, J. R. Buck: Zeitdiskrete Signalverarbeitung, 2., überarbeitete Aufl., Pearson, 2004

Material und Skripte

Download-Ordner

Benutzername und Passwort werden in der Vorlesung oder im Tutorium bekanntgegeben.


Als Skript zur Vorlesung dient
A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, J. R. Buck: Zeitdiskrete Signalverarbeitung, 2., überarbeitete Aufl., Pearson, 2004

Weitere empfehlenswerte Sekundärliteratur:
R. G. Lyons: Understanding Signal Processing, 3rd ed., Prentice Hall, 2010
E. C. Ifeachor, B. W. Jervis: Digital Signal Processing - A Practical Approach, 2nd ed., Pearson, 2002

Ergänzend kann das alte Vorlesungsskript EDS verwendet werden.

Zum Nachschlagen mathematischer Grundlagen kann Lineare Algebra für Ingenieure und Analysis für Ingenieure verwendet werden.

Ein
Matlab-Einstieg

sowie weiteres Einführungsmaterial können hier herunterladen werden. Zwei Literaturbeispiele mit wichtigen MATLAB-Übungen und dazugehöriges verfügbares Material (.m Files) im Netz sind diese:

K. D. Kammeyer, K. Kroschel: Digitale Signalverarbeitung, Filterung und Spektralanalyse mit MATLAB-Übungen, 7. Auflage, Vieweg+Teubner, GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2009.

G. Doblinger: MATLAB-Programmierung in der digitalen Signalverarbeitung, J. Schlembach Fachverlag, Weil der Stadt, 2001.

Die .m Files zu diesen Auflagen sind hier und hier verfügbar.

Faltungsanimation mit Matlab

Übungsblätter und Lösungen

Termin
Datum
Thema
Aufgabe
Lösung
1. UE
16.10.
Matlab-Einführung I
Mitschrift
2. UE
23.10.
Matlab-Einführung II
Blatt 1
Mitschrift
Loesung 1
3. UE
30.10
Signale, Systeme und Systemeigenschaften
Blatt 2
Loesung 2
4. UE
06.11.
Faltung, Gleitender Mittelwert, Systemeigenschaften, Signalflussgraphen
Blatt 3
Loesung 3
5. UE
13.11.
Verarbeitung von Audiodateien und -signalen, Filterprogrammierung, Systemanalyse.
Blatt 4
Loesung 4
Linearität rekursiver Systeme
6. UE
20.11.
Fourier-Reihe, Fourier Transformation und Eigenschaften
Blatt 5
Mitschrift
Loesung 5
7. UE
27.11.
z-Transformation und Konvergenzbereich
Blatt 6 (korrigiert)
Mitschrift
Loesung 6 (korrigiert)
8. UE
04.12.
z-Transformation und Eigenschaften, Übertragungsfunktion
Blatt 7
Mitschrift
Loesung 7
9. UE
11.12.
z-Transformation und Übertragungsfunktion, Polynomdivision und Partialbruchzerlegung
Blatt 8
Mitschrift
Loesung 8 (updated)
10. UE
18.12.
Analyse und Interpretation von LTI-Systemen - Pole, Nullstellen, Am- plitudengang, Phasengang, Gruppenlaufzeit, Impulsantwort
Blatt 9
Mitschrift
Loesung 9 (korrigiert)
11. UE
08.01.
Minimalphasensysteme, Zerlegung in Minimalphasensystem und Allpass
Blatt 10
caruso.wav
Mitschrift
Loesung 10
12. UE
15.01.
Einführung in die Diskrete Fourier-Transformation (DFT), Eigenschaften der DFT
Eigenschaften der DFT, Berechnung der DFT, Inverse DFT
Blatt 11
Mitschrift
Loesung 11
13. UE
22.01.
FFT, Fensterung
Blatt 12
Loesung 12
14. UE
29.01
Fensterung, Eigenschaften der DFT in der Praxis


Mitschrift
15. UE
05.02.
Prüfungsvorbereitung, Zusammenfassung und Rückblick
Zusammenfassung
16. UE
12.02.
Probeklausur
Probeklausur

MATLAB Aufgaben

Hierunter sind die MATLAB Aufgaben und das zugehörige Material für das Wintersemester 2014/15 des Kurses EDS zu finden.

Aufgabenblatter
Datum
Beschreibung
Abgabetermin
Benotung
14.11.
Aufgabenblatt 1
Sounddateien
08.12.
s. Aufgabenblatt 2
18.12.
Aufgabenblatt 2
IIRBiquad_ZPlaneInput.m
15.01.
s. Aufgabenblatt 3
02.02.
Aufgabenblatt 3
Sounddateien
Spektrum
05.03
Bewertung

Zusatzinformationen / Extras

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