Digitale Signalverarbeitung (DSV)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Digital Signal Processing)

Lehrveranstaltungen:

• • Digitale Signalverarbeitung
    (Vorlesung, 3 SWS)
  • Ergänzungen und Übungen zur Digitalen Signalverarbeitung
    (Übung, 1 SWS, Michael Bürger, Do, 8:15 - 9:45, H5; im wöchentlichen Wechsel mit dem Tutorium)
  • Tutorium zur Digitalen Signalverarbeitung (optional)
    (Übung, 1 SWS, Michael Bürger, Mi, 18:15 - 19:45, H4; Im wöchentlichen Wechsel mit der Übung)

Empfohlene Voraussetzungen:

Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:

Signale und Systeme (WS 2012/2013)

Inhalt:

Digitale Signalverarbeitung

Dozenten: W. Kellermann

Umfang: 3 Stunden Vorlesung, 1 Stunde Übung, 1 Stunde Tutorium

Voraussetzung: Signale und Systeme I und II

Inhalt
Die Vorlesung baut auf der Theorie zeitdiskreter Signale und Systeme auf und setzt Vertrautheit mit den Eigenschaften idealisierter und kausaler, realisierbarer Systeme (z.B. Tiefpass, Hilbertransformator) und entsprechenden Darstellungen in Zeit-, Frequenz- und z-Bereich voraus. Davon ausgehend werden Entwurfsverfahren für rekursive und nichtrekursive digitale Filter diskutiert. Dabei werden zunächst rekursive Systeme nach Vorschriften im Frequenzbereich entworfen. Butterworth-, Tschebyscheff- und Cauer-Filter resultieren aus Entwurfsverfahren für zeitkontinuierliche Systeme. Vorschriften im Zeitbereich führen beispielsweise auf das Prony-Verfahren oder Transformationsverfahren wie die Impulsinvariante Transformation. Bei nichtrekursiven Systemen behandeln wir unter anderen die Fourier-Approximation ohne und mit Fenstergewichtung sowie Tschebyscheff-Approximation und deren Realisierung mit dem Remez- Exchange-Algorithmus.
Der diskreten Fourier-Transformation und den Algorithmen zu ihrer schnellen Realisierung ('Fast Fourier Transform') wird ebenfalls ein eigener Abschnitt gewidmet. Als verwandte Transformationen werden die Cosinus- und Sinus-Transformationen eingeführt. Daran schließt sich ein Abschnitt zu elementaren Methoden zur nichtparametrischen Spektralschätzung an. Multiratensysteme und ihre effizienten Realisierungen in Polyphasenstruktur bilden die Grundlage zur Behandlung von Analyse/Synthese - Filterbänken und deren Anwendungen.
Den abschliessenden Teil der Vorlesung bildet eine Untersuchung der Effekte endlicher Wortlänge, die bei der Realisierung aller digitalen Signalverarbeitungssysteme unvermeidlich sind.

Zur Vorlesung wird jeweils im Sommersemester das Praktikum Digitale Signalverarbeitung angeboten.

Literatur:

Empfohlene Literatur/ Recommended Reading:

....1. J.G. Proakis, D.G. Manolakis: Digital Signal Processing. 3rd edition. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1996.
....2. A.V. Oppenheim, R.V. Schafer: Digital Signal Processing. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1975.
....3. K.D. Kammeyer, K. Kroschel: Digitale Signalverarbeitung: Filterung und Spektralanalyse. 4. Aufl. Teubner, Stuttgart, 1998.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2010 | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Digitale Signalverarbeitung)
2. Communications and Multimedia Engineering (Master of Science): 1. Semester
   (Po-Vers. 2011 | Masterprüfung | Pflichtmodule | Digitale Signalverarbeitung)
3. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Bachelorprüfung | Technisches Anwendungsfach (TAF) | NF Information Technology | Digitale Signalverarbeitung)
4. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Digitale Signalverarbeitung)
5. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2013 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Information Technology - DSP)
6. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2013 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Information Technology - DT)
7. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Informationstechnik | Kernmodule Informationstechnik | Digitale Signalverarbeitung)
8. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Studienrichtungen | Studienrichtung Informationstechnik | Kernmodule (Pflichtmodule) Informationstechnik | Digitale Signalverarbeitung)
9. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): 1-4. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Studienrichtung Informationstechnik | Kernmodule Informationstechnik | Digitale Signalverarbeitung)
10. Informatik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | Nebenfach | Nebenfach Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik | Informationstechnik | Digitale Signalverarbeitung)
11. Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science): 5. Semester
    (Po-Vers. 2007 | Bachelorprüfung - Pflichtmodule | Digitale Signalverarbeitung)
12. Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science): 5. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Bachelorprüfung - Pflichtmodule | Digitale Signalverarbeitung)
13. Mathematik (Bachelor of Science): 5. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Nebenfach Informations- und Kommunikationtechnik | Module im 2. und 3. Studienjahr | Digitale Signalverarbeitung)
14. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2011 | Modulgruppen M2 - M8 | Fachrichtung "Medizinische Bild- und Datenverarbeitung" | M2 Ingenieurswissenschaftliche Kernfächer I | Digitale Signalverarbeitung)
15. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2011 | Modulgruppen M2 - M8 | Fachrichtung "Medizinelektronik" | M4 Kernfächer der Medizintechnik I | Digitale Signalverarbeitung)
16. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2013 | Studienrichtung Medizinische Bild- und Datenverarbeitung | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (BDV))
17. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2013 | Studienrichtung Medizinelektronik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (MEL))
18. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2007 | PO-Version 2007 | Bachelorprüfung | 1.-2. Ingenieurwissenschaftliches Wahlpflichtmodul in der Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | Digitale Signalverarbeitung)
19. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science): 4-5. Semester
    (Po-Vers. 2008 | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | weiterer Bachelorprüfungen | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | Wahlbereich | 1.-2. Ingenieurwissenschaftliches Wahlpflichtmodul | Digitale Signalverarbeitung)
20. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science): 4-5. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | weiterer Bachelorprüfungen | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | Wahlbereich | 1.-2. Ingenieurwissenschaftliches Wahlpflichtmodul | Digitale Signalverarbeitung)
21. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science): 1-2. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | Wahlpflicht- und Vertiefungsmodul Modulgruppe 2 | Wahlpflichtmodul Modulgruppe 2 | Digitale Signalverarbeitung)
22. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science): 1-2. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | 2.+3. Wahlpflichtmodul | Digitale Signalverarbeitung)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Digitale Signalverarbeitung (Vorlesung mit Übung) (Prüfungsnummer: 35001)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2013/2014, 1. Wdh.: SS 2014, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Walter Kellermann

Termin: 18.03.2014, 13:30 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 20.03.2015, 15:30 Uhr, Ort: H 11
Termin: 06.10.2015