Fachgebiet Digitale Signalverarbeitung (DISI)

Vorlesung Digitale Filter

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

Organisation

  • siehe «Termine»
  • 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

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