Theorie digitaler Systeme

Transkript

1 Theorie digitaler Systeme Vorlesung 1: Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Manfred Strohrmann

2 Vergleich zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter Systeme Systemtheorie hat zeitkontinuierliche Systeme behandelt Differentialgleichungen zur Beschreibung der Systemdynamik Berechnung des Ausgangssignals eines Systems für definierte Eingangssignale Beschreibung von Signalen und Systemen im Bild- und Frequenzbereich Beschreibung von Systemen mit elementaren Übertragungsgliedern Filterentwurf Vorlesung Theorie digitaler Systeme beschreibt dieselben Verfahren für zeitdiskrete System Typischer Signalfluss zeitdiskreter Systeme u(t) Eingangs-Tiefpass TP Analog-Digital-Wandler ADC Digitale Signalverarbeitung DSV Digital-Analog-Wandler mit Halteglied D/A Ausgangs-Tiefpass TP y TP (t) TA Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Manfred Strohrmann 2

3 Beispiele zeitdiskreter Systeme Realisierung der Algorithmen zur digitalen Signalverarbeitung auf unterschiedlichen Plattformen, z.b. ASIC DSP FPGA SPC Realisierung in Form von Differenzengleichungen, die auf einfachen Grundrechenarten beruhen Aufwand liegt neben der Signalabtastung und Rekonstruktion in der Entwicklung der zu implementierenden Differenzengleichung Beschreibung und Entwurf zeitdiskreter Systeme ist Gegenstand dieser Vorlesung Application Specific Integrated Circuit (ASIC) Field-Programmable-Gate-Array (FPGA) Digitaler Signalprozessor (DSP) Speicher-Programmierbare Steuerung (SPC) Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Manfred Strohrmann 3

4 Aufbau der Vorlesung Signalabtastung und Signalrekonstruktion b 01 Analytische Beschreibung von Signalfolgen Beschreibung zeitdiskreter Systeme im Zeitbereich b 11 -a 11 z-transformation von Signalen Zeitdiskrete Systeme im Bildbereich b 21 -a 21 Spektrum von Signalfolgen x[k] b 02 y[k] Frequenzgang zeitdiskreter Systeme Entwurf zeitdiskreter Filter b 12 -a 12 Strukturen zeitdiskreter Systeme Diskrete-Fourier-Transformation b 22 -a 22 Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Manfred Strohrmann 4

5 Materialien zur Vorlesung Systemtheorie Online Teil B: Zeitdiskrete Signale und Systeme Onlineportal zur Vorlesung Skript, Übungsaufgaben und Musterlösungen Applikationen mit Video-Tutorials Virtuelle Versuche Erweiterung durch interessante Links Ausbau durch externe Links auf Videos und Apps zum Themengebiet Weitere Hinweise von Studierenden gesucht Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Manfred Strohrmann 5

6 Materialien zur Vorlesung Link auf meine Homepage Lehre und Vorlesungen Theorie Digitaler Signale Alternative: Ilias-Kurs mit gleichen Inhalten, zusätzlich Lehr-Mails Unterlagen zur Vorlesung Formelsammlung Alte Klausuren mit Musterlösungen Klausur Dauer 90 min. Hilfsmittel: Formelsammlung und 5 handgeschrieben Din-A4-Blätter Bücher gemäß Literaturhinweis zu den einzelnen Kapiteln Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Manfred Strohrmann 6

7 Regeln für den Vorlesungsbetrieb Die Vorlesung beginnt pünktlich, für Sie und für mich! Sie respektieren mich, ich respektiere Sie. Ich freue mich über Fragen und Ihre aktive Mitarbeit. Sie können jederzeit trinken, Laptops können für die Vorlesung verwendet werden, Konzentriertes Arbeiten erfordert eine ruhige Arbeitsatmosphäre. das Essen müssen Sie aber auf die Pausen verschieben. Handys bleiben aber während der Vorlesung aus. Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, Manfred Strohrmann 7