Signalverarbeitung: Analoge und digitale Signale, Systeme und Filter, 6. Auflage

Cover......Page 1
Signalverarbeitung,
6. Auflage......Page 4
ISBN 9783834808974......Page 5
Vorwort......Page 6
Inhaltsverzeichnis......Page 8
1.1 Das Konzept der Systemtheorie......Page 13
1.2 Übersicht über die Methoden der Signalverarbeitung......Page 16
2.1.1 Unterscheidung kontinuierlich - diskret......Page 26
2.1.3 Unterscheidung Energiesignale - Leistungssignale......Page 28
2.2.1 Einführung......Page 31
2.2.2 Sinus- / Cosinus-Darstellung......Page 32
2.2.3 Betrags- / Phasen-Darstellung......Page 33
2.2.4 Komplexe Darstellung......Page 34
2.2.5 Das Theorem von Parseval für Leistungssignale......Page 39
2.3 Die Fourier-Transformation (FT)......Page 40
2.3.1 Herleitung des Amplitudendichtespektrums......Page 41
2.3.2 Die Faltung......Page 46
2.3.3 Das Rechnen mit der Delta-Funktion......Page 49
2.3.4 Die Fourier-Transformation von periodischen Signalen......Page 53
2.3.5 Die Eigenschaften der Fourier-Transformation......Page 59
2.3.6 Das Theorem von Parseval für Energiesignale......Page 69
2.3.7 Tabelle einiger Fourier-Korrespondenzen......Page 71
2.4.2 Definition der Laplace-Transformation und Beziehung zur FT......Page 72
2.4.3 Die Eigenschaften der Laplace-Transformation......Page 76
2.4.4 Die inverse Laplace-Transformation......Page 81
2.4.5 Tabelle einiger Laplace-Korrespondenzen (einseitige Transformation)......Page 82
3.1.1 Linearität......Page 83
3.1.3 Kausale und deterministische Systeme......Page 86
3.1.5 Stabilität......Page 87
3.2 Die Impulsantwort oder Stossantwort......Page 88
3.3 Der Frequenzgang und die Übertragungsfunktion......Page 89
3.4 Die Schrittantwort oder Sprungantwort......Page 94
3.5 Kausale Systeme......Page 99
3.6.1 Einführung......Page 101
3.6.2 Amplitudengang, Phasengang und Gruppenlaufzeit......Page 103
3.6.3 PN-Schemata der Filterarten......Page 108
3.6.4 Realisierungsmöglichkeiten......Page 110
3.7 Bodediagramme......Page 111
3.8 Systemverhalten im Zeitbereich......Page 114
3.9.1 Mindestphasensysteme......Page 118
3.9.2 Allpässe......Page 120
3.9.3 Zweipole......Page 121
3.10 Normierung......Page 122
3.11.1 Einführung......Page 124
3.11.2 Stabile LTI-Systeme mit endlich vielen konzentrierten Elementen......Page 126
3.11.3 Nichtlineare und/oder zeitvariante Systeme......Page 127
3.11.4 Bestimmen der Systemgleichung......Page 128
3.11.5 Computergestützte Systemanalyse......Page 132
4.1 Einführung......Page 135
4.2.1 Einführung......Page 142
4.2.2 Butterworth-Approximation......Page 143
4.2.3 Tschebyscheff-I-Approximation......Page 146
4.2.4 Bessel-Approximation......Page 148
4.2.6 Filter mit kritischer Dämpfung......Page 149
4.3.2 Hochpässe......Page 150
4.3.3 Bandpässe......Page 152
4.3.4 Bandsperren......Page 156
4.4.1 Darstellung in der Kaskadenstruktur und Skalierung......Page 157
4.4.2 Die Filter-Koeffizienten......Page 160
5.1 Einführung......Page 162
5.2.1 Einführung......Page 164
5.2.2 Die ideale Abtastung von Signalen......Page 165
5.2.3 Das Spektrum von abgetasteten Signalen......Page 166
5.2.4 Das Abtasttheorem......Page 170
5.2.5 Die Rekonstruktion von abgetasteten Signalen (DA-Wandlung)......Page 173
5.3.1 Die Herleitung der DFT......Page 176
5.3.2 Die Verwandtschaft mit den komplexen Fourier-Koeffizienten......Page 178
5.3.3 Die Eigenschaften der DFT......Page 181
5.3.4 Die schnelle Fourier-Transformation (FFT)......Page 186
5.3.5 Die Redundanz im Spektrum reeller Zeitfolgen......Page 192
5.4.1 Einführung......Page 194
5.4.2 Periodische Signale......Page 196
5.4.3 Quasiperiodische Signale......Page 199
5.4.5 Nichtstationäre Leistungssignale......Page 211
5.4.6 Transiente Signale......Page 213
5.4.7 Messung von Frequenzgängen......Page 214
5.4.8 Zusammenfassung......Page 215
5.5 Die diskrete Faltung......Page 216
5.6.1 Definition der z-Transformation......Page 218
5.6.2 Zusammenhang der ZT mit der LT und der FTA......Page 221
5.6.3 Eigenschaften der z-Transformation......Page 223
5.6.4 Die inverse z-Transformation......Page 227
5.6.5 Tabelle einiger z-Korrespondenzen......Page 230
5.7.1 Welche Transformation für welches Signal?......Page 231
5.7.2 Zusammenhang der verschiedenen Transformationen......Page 232
6.1 Einführung......Page 237
6.2 Die Differenzengleichung......Page 243
6.3 Die Impulsantwort......Page 245
6.4 Der Frequenzgang und die z-Übertragungsfunktion......Page 248
6.5 Die Schrittantwort......Page 254
6.6 Pole und Nullstellen......Page 255
6.7 Strukturen und Blockschaltbilder......Page 257
6.8 Digitale Simulation analoger Systeme......Page 263
6.9 Übersicht über die Systeme......Page 266
6.10 Der Einfluss der Amplitudenquantisierung......Page 268
6.11 Die Realisierung von digitalen Systemen......Page 275
7.1.1 Einführung......Page 276
7.1.2 Filterentwurf mit der impulsinvarianten z-Transformation......Page 278
7.1.3 Filterentwurf mit der bilinearen z-Transformation......Page 286
7.1.4 Frequenztransformation im z-Bereich......Page 296
7.1.5 Direkter Entwurf im z-Bereich......Page 297
7.2.2 Die 4 Typen linearphasiger FIR-Filter......Page 299
7.2.3 Filterentwurf mit der Fenstermethode......Page 305
7.2.4 Filterentwurf durch Frequenz-Abtastung......Page 313
7.2.5 Filterentwurf durch Synthese im z-Bereich......Page 314
7.2.6 Linearphasige Hochpässe, Bandpässe und Bandsperren......Page 315
7.3 Die Realisierung eines Digitalfilters......Page 325
Literaturverzeichnis......Page 327
Verzeichnis der Formelzeichen......Page 330
Verzeichnis der Abkürzungen......Page 332
Sachwortverzeichnis......Page 333