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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Einführung in die digitale Signalverarbeitung

Inhalte: Zeitdiskrete Signale und Systeme, LTI-Systeme, diskrete Faltung, Fourier-Transformation, z-Transformation, Analyse von LTI-Systemen: Amplitudengang, Phasengang, Gruppenlaufzeit, DFT, FFT, Fensterung, Filterstrukturen, IIR- und FIR-Filter, Filterentwurf, Abtastung und Rekonstruktion

 

 

Veranstaltungsdetails
Wochentag/Zeit:
Vorlesung: Montag (Upload neues Video)
Übung: Donnerstag 16–18 Uhr (Online-Übung)
Zeitraum:
VL: 02.11.2020–22.02.2021
UE: 05.11.2020–27.02.2021
Raum:
Online
Dozent:
Prof. Dr. S. Weinzierl
Tutor:
Philipp Scholze
Veranstaltungstyp:
Vorlesung / Übung
Veranstaltungsnummer:
VL: 3135 L 371
UE: 3135 L 372
Module:
Modul AKT 1-1 (Digitale Signalverarbeitung)
Prüfung:
Übungsaufgaben und Klausur
Angebot:
Im Wintersemester
Umfang:
4 SWS
ISIS-Anmeldung erforderlich:
Ja

Dozenten und Tutoren

Prüfung

Die Klausur findet am 01.03.2020 um 10.00 Uhr statt. Der Raum wird noch bekanntgegeben.

Eine Wiederholungsklausur findet zu Beginn des SoSe statt.

Zugelassene Hilfsmittel: Nicht programmierbarer Taschenrechner, DIN A4 einseitig handbeschriebene Formelsammlung.

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

Bitte Studenten-/Lichtbildausweis mitbringen.

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 und Hilfsmittel

Vorausgesetzt wird der Stoff der Vorlesungen und Übungen Analysis I und Lineare Algebra I oder vergleichbarer Veranstaltungen.

Für die Implementierung der in Vorlesung und Übung behandelten Verfahren wird die Programmiersprache PYTHON verwendet. Empfohlen wird die Installation der Anaconda Distribution.

 

ISIS

Übungsblätter, Hausaufgaben, Folien, ergänzende Literatur und die Gruppeneinteilung werden über die E-Learning Plattform ISIS der TU Berlin organisiert.

Auf ISIS melden sie sich im Kurs

"Einführung in die digitale Signalverarbeitung 2020/21"

an.

Material und Skripte

Als Skript zur Vorlesung dient

A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, J. R. Buck: Zeitdiskrete Signalverarbeitung, 2. Aufl., Pearson, 2004.

bzw.

A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, J. R. Buck: Discrete-Time Signal Processing, 2. Aufl., Prentice Hall, 1999.


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.

Als Einführung in die digitale Signalverarbeitung mit Python eignet sich z.B.

J. VanderPlas: Python Data Science Handbook, O'Reilly, 2017.

Ergänzend kann das alte Vorlesungsskript EDS verwendet werden.

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

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
Inverse Systeme, Allpässe, Minimalphasensysteme
5.5, 5.6
11. VL
DFT
8.1, 8.4
12. VL
Eigenschaften der DFT
8.5, 8.6
13. VL
Fensterung
10.1, 10.2, 10.3
14. VL
FIR-Filter: Filterentwurf mit Fenstermethode, linearphasige FIR, minimalphasige FIR aus IIR-Prototypen
7.1.2
15. VL
IIR-Filter: Filterentwurf mit bilinearer Transformation 
5.7.2, 5.7.3, 7.2
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
Termin
Datum
Thema
1. UE
Einführung in PYTHON I
2. UE
Einführung in PYTHON II
3. UE
Signale, Systeme und Systemeigenschaften
4. UE
Faltung, Gleitender Mittelwert, Systemeigenschaften, Signalflussgraphen
5. UE
Verarbeitung von Audiodateien und -signalen, Filterprogrammierung, Systemanalyse.
6. UE
Fourier-Reihe, Fourier Transformation und Eigenschaften
7. UE
z-Transformation und Konvergenzbereich
8. UE
z-Transformation und Eigenschaften, Übertragungsfunktion
9. UE
z-Transformation und Übertragungsfunktion, Polynomdivision und Partialbruchzerlegung
10. UE
Analyse und Interpretation von LTI-Systemen - Pole, Nullstellen, Am- plitudengang, Phasengang, Gruppenlaufzeit, Impulsantwort
11. UE
Minimalphasensysteme, Zerlegung in Minimalphasensystem und Allpass
12. UE
Einführung in die Diskrete Fourier-Transformation (DFT), Eigenschaften der DFT
Eigenschaften der DFT, Berechnung der DFT, Inverse DFT
13. UE
FFT, Fensterung
14. UE
Fensterung, Eigenschaften der DFT in der Praxis
15. UE
Prüfungsvorbereitung, Zusammenfassung und Rückblick
16. UE
Probeklausur

Zusatzinformationen / Extras

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