Digitale Filter: eine Einführung
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Stuttgart
Teubner
1993
|
| Edition: | 2., vollst. überarb. und erw. Aufl. |
| Series: | Teubner-Studienbücher : Elektrotechnik
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverz. S. [402] - 425 |
| Physical Description: | 432 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3519161214 |
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| adam_text | DIGITALE FILTER EINE EINFUEHRUNG VON DR.-ING. WOLFGANG HESS PROFESSOR AN
DER UNIVERSITAET BONN 2., VOLLSTAENDIG UEBERARBEITETE UND ERWEITERTE
AUFLAGE MIT 182 BILDERN B.G.TEUBNER STUTTGART 1993 1 INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG, GRUNDBEGRIFFE DER SIGNALVERARBEITUNG 11 1.1 SIGNAL UND
SIGNALDARSTELLUNG 12 1.1.1 DER BEGRIFF DES SIGNALS 12 1.1.2 DARSTELLUNG
DIGITALER SIGNALE 13 1.2 DER BEGRIFF DES SYSTEMS 16 1.2.1 DEFINITION UND
GRUNDLEGENDE EIGENSCHAFTEN 16 1.2.2 GRUNDSAETZLICHER AUFBAU EINES SYSTEMS
DER DIGITALEN SIGNALVERARBEITUNG 19 1.3 GRUNDSTRUKTUR UND
ZUSTANDSGIEICHUNG LINEARER DIGITALER FILTER 20 1.3.1 ELEMENTE DIGITALER
FILTER 20 1.3.2 GRUNDSTRUKTUR, ZUSTANDSGIEICHUNG, SYSTEMEIGENSCHAFTEN 22
1.3.3 DIE WICHTIGSTEN FILTERTYPEN 23 2. BESCHREIBUNG DIGITALER FILTER IN
ZEIT- UND FREQUENZBEREICH .... 26 2.1 DIEZ-TRANSFBRMATION 26 2.1.1 DIE
EINSEITIGE Z-TRANSFORMATION 26 2.1.2 DIE ZWEISEITIGE Z-TRANSFORMATION 32
2.2 UEBERTRAGUNGSFUNKTION UND GRUNDSTRUKTUR DES DIGITALEN FILTERS FC-TEN
GRADES 33 2.2.1 DIE DIREKTE STRUKTUR. UEBERTRAGUNGSFUNKTION 33 2.2.2
KANONISCHE DIREKTSTRUKTUREN 35 2.2.3 KASKADEN- UND PARALLELSTRUKTUR 37
2.2.4 PRAEDIKTORFILTER UND IRANSVERSALFILTER 39 2.3 UEBERGANG ZU
ZEITKONTINUIERLICHEN SYSTEMEN; ABTASTUNG 41 2.3.1 FREQUENZDARSTELLUNG IN
DER Z-EBENE UND FUER KONTINUIERLICHE SIGNALE 41 2.3.2 ABTASTUNG UND
ABTASTTHEOREM 42 2.3.3 BEZIEHUNG ZWISCHEN DER ANALOGEN UND DER DIGITALEN
DARSTELLUNG IM FREQUENZBEREICH 45 R INHALTSVERZEICHNIS 2.4 DISKRETE
FOURIERTRANSFORMATION UND INVERSE Z-LRANSFORMATION 48 2.4.1 DIE DISKRETE
FOURIERTRANSFORMATION ALS SONDERFALL DER Z-TRANSFORMATION 48 2.4.2
INVERSE Z-TRANSFORMATION 49 2.5 FREQUENZGANG, GRUPPENLAUFZEIT,
IMPULSANTWORT 50 2.5.1 FREQUENZGANG UND GRUPPENLAUFZEIT 50 2.5.2
IMPULSANTWORT 55 2.5.3 STABILITAET, FSEUDOLEISTUNG UND PSEUDOENERGIE 56
2.6 SIGNALFLUSSGRAPH UND SIGNALFLUSSMATRIX 59 2.6.1 DARSTELLUNG DIGITALER
FILTER MIT HUFE VON SIGNALFLUSSGRAPH UND -MATRIX 59 2.6.2 BERECHNUNG DER
UEBERTRAGUNGSFUNKTION 63 2.6.3 STRUKTURUMWANDLUNG DURCH
AEQUIVALENZTRANSFORMATION 65 2.6.4 ERWEITERUNG DER ZAHL DER KNOTEN;
NICHTKANONISCHE STRUKTUREN 68 2.6.5 TEIL- UND
RESTUEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN; TRANSPONIERTE STRUKTUR 69 2.7 PRAKTISCHE
BERECHNUNG VON SIGNALEN UND SYSTEMFUNKTIONEN 71 2.7.1 REALISIERUNG UND
REALISIERBARKEIT EINER GEGEBENEN FILTERSTRUKTUR 71 2.7.2 PRAKTISCHE
BERECHNUNG VON UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN 73 UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 2 75
LOESUNGEN ZU DEN UEBUNGSAUFGABEN 77 3. SPEZIELLE SYSTEME: DIGITALE FILTER
1. UND 2. GRADES; ALLPAESSE; MINIMALPHASIGE UND LINEARPHASIGE FILTER 80
3.1 DAS DIGITALE FILTER 1. GRADES 80 3.1.1 ZUSTANDSGIEICHUNG UND
STRUKTUR 80 3.1.2 DAS REIN REKURSIVE FILTER 1. GRADES 82 3.1.3 DAS
NICHTREKURSIVE FILTER 1. GRADES 82 3.2 DAS DIGITALE FILTER 2. GRADES 83
3.2.1 REIN REKURSIVES DIGITALES FILTER 2. GRADES MIT KOMPLEXEN POLEN 84
3.2.2 SPEZIELLE STRUKTUREN FUER REIN REKURSIVE DIGITALE FILTER 2. GRADES
90 3.2.3 DAS NICHTREKURSIVE DIGITALE FILTER 2. GRADES 95 3.3
ALLPASSFILTER * EIGENSCHAFTEN UND ANWENDUNGEN 97 3.3.1
UEBERTRAGUNGSFUNKTION UND STRUKTUREN 98 3.3.2 PSEUDOPASSIVITAET UND
PSEUDOVERLUSTFREIHEIT 102 3.3.3 LAUFZEITAUSGLEICH 104 3.3.4
FILTERWEICHEN; KOMPLEMENTAERE FILTER, BRUECKENSCHALTUNGEN 104 3.3.4
NOTCH-FILTER (KERBFILTER) 106 3.4 MINIMALPHASIGE FILTER 107
INHALTSVERZEICHNIS 3.5 LINEARPHASIGE FILTER 111 3.5.1 GRUNDEIGENSCHAFTEN
111 3.5.2 NICHTKAUSALER ANSATZ 113 3.5.3 DIE VIER GRUNDFORMEN 115
UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 3 117 LOESUNGEN ZU DEN UEBUNGSAUFGABEN 119 4.
VERHALTEN REALER DIGITALER FILTER; REALISIERUNGSMOEGLICHKEITEN.. 121 4.1
VERHALTEN REALER DIGITALER FILTER BEI QUANTISIERUNG; FEHLERANALYSE 123
4.1.1 VERHALTEN LINEARER DIGITALER SYSTEME BEI ENDLICHER WORTLAENGE DER
KOEFFIZIENTEN 124 4.1.2 VERHALTEN DIGITALER FILTER BEI BESCHRAENKUNG DES
WERTEVON-ATS DER ZUSTANDSVARIABLEN (UBERLAUFVERHALTEN) 131 4.1.3
VERHALTEN DIGITALER FILTER BEI VORHANDENSEIN VON RUNDUNGSFEHLERN
(ENDLICHE WORTLAENGE DER ZUSTANDSVARIABLEN, GRENZZYKLEN) 143 4.1.4
QUANTISIERUNGS- UND RUNDUNGSRAUSCHEN 151 4.2 BEISPIELE FUER DIE
ARITHMETISCHE REALISIERUNG DIGITALER FILTER 159 4.2.1 KONZENTRIERTE
ARITHMETIK 159 4.2.2 VERTEILTE ARITHMETIK 161 4.2.3 MULTIPLIZIERERFREIE
STRUKTUREN 165 4.3 REALISIERUNG NICHTREKURSIVER FILTER HOHEN GRADES
DURCH SEGMENTWEISE SCHNELLE FALTUNG 168 4.3.1 DISKRETE FALTUNG MIT HUFE
DER FOURIERTRANSFORMATION 168 4.3.2 SEGMENTWEISE DISKRETE FALTUNG 172
UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 4 176 LOESUNGEN ZU DEN UEBUNGSAUFGABEN 178 5.
AUSGEWAEHLTE ENTWURFSVERFAHREN FUER DIGITALE FILTER BEI
ENTWURFSVORSCHRIFTEN IM FREQUENZBEREICH 181 5.1 FREQUENZTRANSFONNATIONEN
182 5.1.1 TBLERANZSCHEMA UND NORMIERTER TIEFPASS 182 5.1.2
AUPASSTRANSFORMATIONEN 183 5.1.3 DIE BILINEARTRANSFONNATION 187 5.1.4
REAKTANZTRANSFORMATIONEN 188 5.2 DURCHFUEHRUNG DES FILTERENTWURFS MIT
HUFE DES FILTERKATALOGES SOWIE DER FREQUENZTRANSFORMATIONEN 189 5.2.1
UMWANDLUNG VON TIEF- UND HOCHPAESSEN IN DEN NORMIERTEN TIEFPASS 190
INHALTSVERZEICHNIS 5.2.2 UMWANDLUNG EINES SYMMETRISCHEN BANDPASSES IN
DEN NORMIERTEN TIEFPASS 191 5.2.3 ABLAUF DES FILTERENTWURFS; UNTERSUCHUNG
EINES BEISPIELS 193 5.2.4 ABSTIMMBARE FILTER 196 5.3 ENTWURF
FREQUENZSELEKTIVER REKURSIVER DIGITALER FILTER OHNE ZUHILFENAHME DES
FILTERKATALOGS 197 5.3.1 ENTWURF IN DER W-EBENE. DIE CHARAKTERISTISCHE
FUNKTION 197 5.3.2 EINIGE STANDARDLOESUNGEN 201 5.3.3 AUSBLICK AUF EINIGE
WEITERE ENTWURFSVERF AEHREN 203 5.4 ENTWURF NICHTREKURSIVER FILTER -
WUNSCHFUNKTION, TBLERANZSCHEMA, FREQUENZTRANSFONNATIONEN 204 5.4.1
KURZER UEBERBLICK UEBER DIE DISKUTIERTEN VERFAHREN 204 5.4.2
FREQUENZTRANSFORMATIONEN FUER NICHTREKURSIVE FILTER 206 5.5
KLEINSTE-QUADRATE-APPROXIMATION FUER NICHTREKURSIVE FILTER 207 5.5.1
APPROXIMATION MIT ABGEBROCHENER FOURIERREIHE 207 5.5.2 MODIFIZIERTE
FOURIERAPPROXIMATION 209 5.5.3 FREQUENZABTASTVERFAHREN 213 5.5.4
EIGENWERTMETHODE 217 5.5.5 ERWEITERUNG DER EIGENWERTMETHODE AUF
BELIEBIGE NICHTREKURSIVE FILTER 224 5.6 ISCHEBYSCHEFFAPPRRARIMATION FUER
LINEARPHASIGE FILTER 227 5.6.1 OPTIMALE APPROXIMATION IM
TSCHEBYSCHEFFSCHEN SINN 227 5.6.2 DER ALGORITHMUS VON MCQELLAN UND PARKS
228 5.6.3 VARIANTEN 234 5.7 ENTWURF FREQUENZSELEKTIVER MINIMALPHASIGER
FILTER MIT TSCHEBYSCHEFFVERHALTEN 238 5.7.1 UMWANDLUNG EINES
LINEARPHASIGEN FILTERS IN EIN MINIMALPHASENFILTER UNTER BERECHNUNG DER
NULLSTELLEN 240 5.7.2 ENTWURF VON MINIMALPHASENFILTERN MIT TEILWEISER
BERECHNUNG DER NULLSTELLEN 243 5.7.3 ENTWURF OHNE BESTIMMUNG DER
NULLSTELLEN 245 5.8 ZUM ENTWURF VON ENTZENERFILTERN 255 6. DAS PRINZIP
DER LINEAREN PRAEDIKTION - ODER DER ENTWURF EINES (REKURSIVEN)
DIGITALFILTERS IM ZEITBEREICH DURCH OPTIMALE ANNAEHERUNG DER
IMPULSANTWORT 258 6.1 DAS PRINZIP DER LINEAREN PRAEDIKTION 258 6.2
LINEARE PRAEDIKTION NACH DER METHODE DES KLEINSTEN FEHLERQUADRATS 261
6.2.1 BEMERKUNGEN ZUR KURZZEITANALYSE 262 6.2.2 KOVARIANZMETHODE ODER
NICHTSTATIONAERER ANSATZ 265 INHALTSVERZEICHNIS 6.2.3
AUTOKONELATIONSMETHODE ODER STATIONAERER ANSATZ 265 6.2.4 BETRACHTUNG IM
FREQUENZBEREICH 267 6.3 REKURSIVE BERECHNUNG DER PRAEDIKTORKOEFFIZIENTEN.
PARTIELLE KORRELATION 249 6.3.1 DIE ORTHOGONALITAETSBEZIEHUNG 270 6.3.2
REKURSIVE BERECHNUNG DER PRAEDIKTORKOEFFIZIENTEN 274 6.4
STABILITAETSPRUEFUNG. KREUZGLIED- UND LEITERSTRUKTUREN 279 6.4.1
STABILITAETSPRUEFUNG 279 6.4.2 KREUZGLIED- UND LEITERSTRUKTUREN 281 6.4.3
EINBINDEN DES NICHTREKURSIVEN TEILS IN DIE REKURSIVE KREUZGLIEDSTRUKTUR
286 6.4.4 DIE LINEARE PRAEDIKTION UND DER ENTWURF VON ENTZERRERFILTERN
288 6.5 ALLPAESSE UND LINEARPHASIGE FILTER IN KREUZGLIEDSTRUKTUR 288
UEBUNGSAUFGABEN ZU KAPITEL 6 294 LOESUNGEN ZU DEN UEBUNGSAUFGABEN 296 7.
FILTER MIT REDUZIERTEM AUFWAND UNTER VERAENDERUNG DER ABTASTFREQUENZ 300
7.1 PRINZIP DER ERHOEHUNG UND ERNIEDRIGUNG DER ABTASTFREQUENZ UM EINEN
GANZZAHLIGEN FAKTOR ( DECIMATION UND INTERPOLATION ) 301 7.1.1
ERHOEHUNG UM EINEN GANZZAHLIGEN FAKTOR 301 7.1.2 ERNIEDRIGUNG UM EINEN
GANZZAHLIGEN FAKTOR 303 7.1.3 VERAENDERUNG DER ABTASTFREQUENZ UM EINEN
FAKTOR Q=QJJQE 305 7.2 ENTWURF VON INTERPOLATIONSFILTERN 305 7.2.1
IDEALER INTERPOLATOR 306 7.2.2 LAGRANGEINTERPOLATION 307 7.2.3 ENTWURF
VON INTERPOLATORFILTERN MIT HUFE EINER MODIFIZIERTEN
TSCHEBYSCHEFFAPPROXIMATION 311 7.2.4 WEITERE ENTWURFSVERFAHREN 313 7.2.5
DAS HALBBANDFILTER 315 7.3 ZEITVARIANTE STRUKTUREN. POLYPHASENPRINZIP
UND IFIR-FILTER 319 7.3.1 REALISIERUNG DES TIEFPASSFILTERS BEI DER
ERHOEHUNG DER ABTASTFREQUENZ IN ZYKLISCH ZEITVARIANTER FORM 319 7.3.2 DAS
POLYPHASENPRINZIP 322 7.3.3 MEHRSTUFIGE ANORDNUNGEN ZUR VERAENDERUNG DER
ABTASTFREQUENZ 328 7.3.4 MEHRSTUFIGE ANORDNUNGEN OHNE AENDERUNG DER
ABTASTFREQUENZ. IFIR-FILTER 331 7.4 BEISPIEL: ENTWURF EINES MEHRSTUFIGEN
TIEFPASSFILTERS UND AUFWANDSVERGLEICH VERSCHIEDENER ENTWURFSLOESUNGEN 335
7.4.1 ZWEISTUFIGE REALISIERUNGEN MIT HALBBANDFILTERN 335 7.4.2
AUFWANDSVERGLEICH 337 10 INHALTSVERZEICHNIS 7.5 NOCHMALS ZUR WAHL DER
ABTASTFREQUENZ 340 8. KOMPLEXE SIGNALE UND FILTER 344 8.1 KOMPLEXE
FILTER FUER REELLE (UND KOMPLEXE) SIGNALE 344 8.1.1 DAS FILTER 1. GRADES
MIT KOMPLEXEN KOEFFIZIENTEN 345 8.1.2 EINSATZ VON FILTERN MIT KOMPLEXEN
KOEFFIZIENTEN BEI REELLWERTIGEN EIN- UND AUSGANGSSIGNALEN 352 8.1.3
KOMPLEXE ALLPASSFILTER 354 8.2 DAS ANALYTISCHE SIGNAL 356 8.2.1
DEFINITION 356 8.2.2 BERECHNUNG DES ANALYTISCHEN SIGNALS. DAS
HILBERT-FILTER 357 8.2.3 VERAENDERUNG DER ABTASTFREQUENZ BEIM
ANALYTISCHEN SIGNAL 359 8.3 KONSEQUENZ DES MODULATIONSSATZES DER
Z-TRANSFORMATION; SPEKTRALE ROTATION 360 8.3.1 REALISIERUNG
SCHMALBANDIGER FILTER MIT HILFE SPEKTRALER ROTATION 360 8.3.2
AUFWANDSGUENSTIGE FILTERBAENKE MIT POLYPHASENNETZWERKEN 363 9.
WELLENDIGITALFILTER 367 9.1 GRUNDSAETZLICHER AUFBAU EINES
WELLENDIGITALFILTERS 367 9.2 BAUELEMENTE VON WELLENDIGITALFILTERN 370
9.2.1 ELEMENTARE EINTORSCHALTUNGEN (ZWEIPOLE) 370 9.2.2 ELEMENTARE
ZWEITORSCHALTUNGEN (VIERPOLE) 371 9.3 ADAPTOREN 374 9.3.1
MEHRTORPARALLELADAPTOR 374 9.3.2 MEHRTORREIHENADAPTOR 376 9.3.3
REFLEXIONSFREIE ADAPTOREN 379 9.3.4 ZWEITORADAPTOR. AENDERUNG DES
BEZUGSWIDERSTANDES BEI GLEICHEM [/UND/ 381 9.3.5 AEQUIVALENZEN ZWISCHEN
ADAPTOREN 383 9.4 AUFBAU UND STRUKTUR VON WEUENDIGITALFILTERN 386 9.4.1
ZUSAMMENBAU VON WELLENDIGITALFILTERN AUS DEN BAUSTEINEN 386 9.4.2
BERECHNUNG DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION 386 9.4.3 UEBERTRAGUNGSFUNKTION VON
EINTOREN 388 9.4.4 NOCHMALS ZUR FRAGE DER (PSEUDO-)VERLUSTFREIHEIT 391
9.4.5 BEISPIEL: IMPLEMENTIERUNG EINES TIEFPASSES ALS WELLENDIGITALFILTER
392 9.5 BRUECKENWELLENDIGITALFILTER; KOMPLEMENTAERE FILTERWEICHEN 394
AUSGEWAEHLTE LITERATUR 402 NAMEN- UND SACHREGISTER (EINSCHLIESSLICH
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS) 426
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| discipline | Elektrotechnik Elektrotechnik / Elektronik / Nachrichtentechnik |
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