Digitale Signalverarbeitung 1

In der digitalen Signalverarbeitung (engl. Digital Signal Processing, DSP), werden digitale Rechner eigesetzt um ursprünglich analoge Signale mit digitalen Methoden zu verarbeiten. Diese Technologie bietet damit eine wertvolle Alternative zur analogen Schaltungstechnik. Typische Anwendungsgebiete sind beispielsweise: Übertragungstechnik, Mess- und Regelungstechnik, sowie die Audio-, Sprach- und Bildverarbeitung.

Inhalte

Einleitung: Digitale Signale, DSP-Anwendungen, Markt-Trends, Vergleich mit analoger Signalverarbeitung, Grundstruktur eines DSP-Systems
Analog-Digital-Wandlung: Signalabtastung, Abtast-Theorem, Spektrale Eigenschaften
Überabtastung, Unterabtastung, Quantisierung, Quantisierungsrauschen, Bauformen von A/D-Wandlern
Digital-Analog-Wandlung: Prinzip, Spektrale Eigenschaften, Bauformen von D/A-Wandlern
Finite Impulse Response (FIR) - Filter: Prinzip, Betrachtung im Zeit- und Frequenzbereich Realisierungsalgorithmus, Dimensionierung

Ziele

Die Studierenden beurteilen technische Anwendungen bezüglich deren Eignung für eine Realisierung mittels DSP-Technologie. Sie berücksichtigen dazu wirtschaftliche und ökologische Kriterien.
Die Studierenden bestimmen für eine gegebene Anwendung der digitalen Signalverarbeitung die wesentlichen Anforderungen die diese an den Analog-Digital Wandler und/oder an den Digital – Analog Wandler stellt. Sie evaluieren anhand dieser Anforderungen die geeigneten Komponenten.
Die Studierenden spezifizieren ein Finite Impulse Response Filter im Frequenzbereich. Anschliessend dimensionieren ein FIR – Filter mit dem diese Spezifikation eingehalten werden kann.

Voraussetzungen

Mathematik, Übertragungstechnik, Mikroprozessortechnik
Kenntnisse der spektralen Analyse von Vorteil

Hinweis

Für Simulationsübungen muss ein Notebook mitgenommen werden.

Kursunterlagen

Ordner mit HFU Unterlagen

Selbstlernzeit

20-50% zusätzlich zum Unterricht

Methode

Lehrvorträge, Übungen, Simulationen mit MATLAB

Prüfung

Das Modul ist erfolgreich abgeschlossen, wenn mind. 75% vom Unterricht besucht ist und die Modulschlussnote mind. 4.0 beträgt. Die Schlussnote wird aus den Noten der Lernzielkontrollen (Erfahrungsnote) und der Note der Modullernzielkontrolle (MLZ), gemäss den Promotionsbestimmungen für Studiengänge der HFU, ermittelt. Wer ein einzelnes Modul erfolgreich abschliesst erhält ein Zertifikat.