Lehrgebiet

• Bachelor bzw. Hauptstudium

Themenübersicht

Das digitale Filter ist ein Grundbaustein der Digitalen Signalverarbeitung. Digitale Filter finden Anwendung in zahlreichen Bereichen, wie Frequenzselektive Filter, Antialiasing- und Rekonstruktionsfilter, Numerische Integration und Differentiation, Simulation und Modellierung, Datenfenster, Entzerrungsfilter, Interpolation und Abtastratenänderung, Analysefilter, Störsignalunterdrückung im Zeit- und Frequenzbereich, Erzeugung analytischer Signale, Datenglättung und angepaßte Filter zur Suche nach Signalmustern. Die Vorlesung stellt digitale Filter im Zeit- und Frequenzbereich vor, gibt ein Konzept zur Charakterisierung und Aufstellung der Entwurfsaufgabe an und stellt schließlich vor, wie die Entwurfsaufgabe gelöst werden kann. Die Lösungsverfahren werden beschrieben und vor allem wird auf Matlab als Entwurfswerkzeug hingewiesen.

Dozenten

• Prof. Dr.-Ing. habil. Alexander Potchinkov

Organisation

• Im SS22 normale Präsenzveranstaltung.
• Semester (Empfehlung): 6. Semester
• Sprache: Deutsch
• Vorlesungszeitraum: SS
• zeitlicher Umfang: 2 SWS

Vorausgesetzte Veranstaltungen

• DiSi

Inhaltliche Voraussetzungen

• Grundkenntnisse der Systemtheorie zeitdiskreter Systeme

Qualifikationsziel

• Kenntnisse in klassischem und modernem Filterentwurf
• Formulierung von Filterentwurfsproblemen als Optimierungsprobleme
• Kenntnisse in der Anwendung von Optimierungsverfahren unter MATLAB

Vermittelte Inhalte

• Typen digitaler Filter, Beschreibung digitaler Filter im Zeit- und Frequenzbereich
• Charakterisierung von Entwurfsaufgaben (Fehlerfunktionen, Toleranzschema, Approximationsaufgaben, Minimax, kleinster quadratischer Fehler)
• Strukturierung der Entwurfsaufgabe im Frequenzbereich
• Entwurfsverfahren (klassische analytische Entwurfsverfahren, Entwurf linearphasiger FIR-Filter, Parametrisches Modellieren mit direktem und indirektem Fehler, Entwurf nichtlinearphasiger Filter, Entwurf von Allpaßfiltern)
• Optimierungsprobleme (Umsetzung von Filterentwurfsproblemen in Optimierungsprobleme, Verfahren der mathematischen Optimierung)
• Optimierungsgestützter Filterentwurf, Entwurf nach dem Baukastenprinzip mit linearer und quadratischer Optimierung, nichtlineare Optimierung

Studienleistungen

• Schriftliche Prüfung
• ECTS Punkte: 3

Medienformen

• Tafel
• Skript
• Folien

Literatur

• Parks, T.W.; Burrus, C.S.: Digital Filter Design, Wiley, New York; ISBN-10 0-4718-2896-3; UB KL Signatur: EIT 611/145
• Jackson, L.B.: Digital Filters and Signal Processing, Kluwer, Boston; ISBN-10: 0-7923-9559-X; UB KL Signaturen: MAT Jacks; EIT 611/130

Download

Sprachdateien Woche 1

• Digitale Filter VL 1
• Digitale Filter VL 2

Sprachdateien Woche 2

• Digitale Filter VL 3
• Digitale Filter VL 4

Sprachdateien Woche 3

• Digitale Filter VL 5
• Digitale Filter VL 6
• Digitale Filter VL 7

Sprachdateien Woche 4

• Digitale Filter VL 8
• Digitale Filter VL 9
• Digitale Filter VL 10

Sprachdateien Woche 5

• Digitale Filter VL 11
• Digitale Filter VL 12
• Digitale Filter VL 13

Sprachdateien Woche 6

• Digitale Filter VL 14
• Digitale Filter VL 15

Sprachdateien Woche 7

• Digitale Filter VL 16
• Digitale Filter VL 17
• Digitale Filter VL 18

Sprachdateien Woche 8

• Digitale Filter VL 19
• Digitale Filter VL 20
• Digitale Filter VL 21

Sprachdateien Woche 9

• Digitale Filter VL 22
• Digitale Filter VL 23
• Digitale Filter VL 24

Sprachdateien Woche 10

• Digitale Filter VL 25
• Digitale Filter VL 26
• Digitale Filter VL 27

Sprachdateien Woche 11

• Digitale Filter VL 28
• Digitale Filter VL 29
• Digitale Filter VL 30

Sprachdateien Woche 12

• Digitale Filter VL 31
• Digitale Filter VL 32
• Digitale Filter VL 33

Sprachdateien Woche 13

• Digitale Filter VL 34
• Digitale Filter VL 35
• Digitale Filter VL 36
• Altklausur 1
• Altklausur 2
• Altklausur 3

Vorlesungsunterlagen

• Skript Teil 1
• Skript Teil 2
• Foliensatz 1 Einführung
• Foliensatz 2: Analoge Filter
• LtSpice Simulation: Analoges Filter
• Foliensatz 3: Entwurf analoger Filter
• Foliensatz 4: Digitalisierung analoger Filter
• Foliensatz 5: Direktentwurf digitaler Filter
• Foliensatz 6: Elementares zur Optimierung
• Foliensatz 7: Elementares zum optimierungsgestützen FIR-Filterentwurf
• Foliensatz 8: FIR-Filterentwurf als Lösen überbestimmter Gleichungssysteme

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