Digitale Filter: eine Einführung in zeitdiskrete Signale und Systeme ; mit 23 Tabellen und 53 Aufgaben mit Lösungen
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München [u.a.]
Oldenbourg
1996
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| Edition: | 4., überarb. Aufl. |
| Series: | Einführung in die Nachrichtentechnik
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 220 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3486235680 |
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FILTER
EINE EINFUEHRUNG IN ZEITDISKRETE SIGNALE
UND SYSTEME
VON
PROF. DR.-ING. ARILD LACROIX
4., UEBERARBEITETE AUFLAGE
MIT 103 BILDERN, 23 TABELLEN
UND 53 AUFGABEN MIT LOESUNGEN
R. OLDENBOURG VERLAG MUENCHEN WIEN 1996
INHALT
VORWORT 9
1. EINLEITUNG 11
2. ZEITDISKRETE SIGNALE UND DIE Z-TRANSFORMATION 17
2.1 ZEITDISKRETE SIGNALE UND FOLGEN 17
2.2 DIE Z-TRANSFORMATION 20
2.2.1 EIGENSCHAFTEN DER EINSEITIGEN Z-TRANSFORMATION 20
2.2.2 BERECHNUNG DER EINSEITIGEN Z-TRANSFORMATION 23
2.2.3 INVERSE EINSEITIGE Z-TRANSFORMATION 25
2.2.4 Z-TRANSFORMIERTE DES PRODUKTES ZWEIER FOLGEN 27
2.2.5 EIGENSCHAFTEN DER ZWEISEITIGEN Z-TRANSFORMATION .... 28
3. ANALYSE ZEITDISKRETER SYSTEME 30
3.1 GRUNDLEGENDE BEGRIFFE 30
3.2 LINEARE ZEITINVARIANTE SYSTEME 31
3.3 KONZENTRIERTE BAUELEMENTE 33
3.4 SIGNALFLUSSGLEICHUNGEN UND DIE UEBERTRAGUNGSFUNKTION . . . 34
3. 5 ANALYSE DES ZEITVERHALTENS 37
3.6 ANALYSE DES FREQUENZVERHALTENS 38
3.7 DIFFERENZENGLEICHUNGEN 43
3.8 ZUSTANDSGIEICHUNGEN 44
3.9 SYSTEMEIGENSCHAFTEN 47
3.9.1 STABILITAET 48
3.9.2 FOLGERUNGEN AUS DER REELLWERTIGKEIT FUER DEN FREQUENZ
GANG 53
3.9.3 FOLGERUNGEN AUS DER KAUSALITAET FUER DEN FREQUENZGANG . 54
3.10 ANALYSE SPEZIELLER ZEITDISKRETER SYSTEME 57
3.10.1 SYSTEME ERSTEN UND ZWEITEN GRADES 57
3.10.2 NICHTREKURSIVE SYSTEME LINEARER PHASE 62
3.10.3 ALLPAESSE 67
6 INHALT
4. ENTWURF ZEITDISKRETER SYSTEME 70
4.1 SCHALTUNGEN ZEITDISKRETER SYSTEME 70
4.1.1 DIREKTFORMEN 71
4.1.2 KASKADEN- UND PARALLELFORM 72
4.1.3 NICHTREKURSIVE LINEARPHASIGE SYSTEME 75
4.2 ENTWURF NACH VORSCHRIFTEN IM ZEITBEREICH 76
4.2.1 ENTFALTUNG 77
4.2.2 ENTWURF REKURSIVER SYSTEME NACH VORGESCHRIEBENER
IMPULSANTWORT 78
4.2.2.1 ERMITTLUNG DES SYSTEMGRADES 79
4.2.2.2 FEHLERAUSGLEICH 80
4.2.3 ENTWURF NICHTREKURSIVER SYSTEME NACH VORGESCHRIEBE
NER IMPULSANTWORT 81
4.3 ENTWURF NACH VORSCHRIFTEN IM FREQUENZBEREICH 81
4.3.1 ENTWURF NACH VORGESCHRIEBENEM BETRAG DES FREQUENZ-
GANGES 82
4.3.1.1 ENTWURF REKURSIVER SYSTEME 82
4.3.1.2 ENTWURF NICHTREKURSIVER SYSTEME LINEARER PHASE .... 86
4.3.1.2.1 FOURIER-ENTWICKLUNG DES BETRAGSGANGES UND VERWEN
DUNG VON FENSTERFUNKTIONEN 86
4.3.1.2.2 FREQUENZABTASTVERFAHREN 88
4.3.1.2.3 TSCHEBYSCHEFF-APPROXIMATION DES BETRAGSGANGES . 89
4.4 ENTWURF NACH ZEITKONTINUIERLICHEN SYSTEMEN 91
4.4.1 IMPULSANTWORT-INVARIANTEN-METHODE 91
4.4.2 BILINEAR-TRANSFORMATION 93
4.4.3 WELLENDIGITALFILTER 95
4.4.3.1 DAS SPANNUNGSWELLENKONZEPT 96
4.4.3.2 ENTWURF VON WELLENDIGITALFILTERN NACH DER FETTWEIS-
METHODE 97
4.4. 3.3 ENTWURF VON WELLENDIGITALFILTERN NACH REALISIERUNG
UND ZUSAMMENSCHALTUNG VON TEILZWEITOREN 100
4.4.3.4 ZEITDISKRETE AEQUIVALENTE VON HOMOGENEN LEITUNGEN . . . 104
4.5 FREQUENZTRANSFORMATIONEN 110
4. 5.1 ALLPASS-TRANSFORMATION 110
4.5.2 DREH-TRANSFORMATION 120
5- SIGNAL- UND KOEFFIZIENTENDARSTELLUNG SOWIE FEHLER DIGITALER
FILTER 125
5.1 SIGNAL- UND KOEFFIZIENTENDARSTELLUNG 125
5.1.1 ZAHLENSYSTEME 125
INHALT 7
5.1.1.1 POLYADISCHE ZAHLENSYSTEME 125
5.1.1.2 RESTKLASSENZAHLENSYSTEME 129
5.1. 2 FESTES UND GLEITENDES KOMMA IM DYADISCHEN ZAHLEN
SYSTEM 130
5.1.2.1 SUMME UND PRODUKT VON GLEITKOMMAZAHLEN 132
5.1.2.2 BEREICHSVERGLEICH VON FEST-UND GLEITKOMMAZAHLEN . . 133
5.2 QUANTISIERUNG IM DYADISCHEN ZAHLENSYSTEM UND BE
GRENZUNG DES ZAHLENBEREICHS 134
5.2.1 QUANTISIERUNG BEI FESTKOMMAZAHLEN 134
5.2.2 QUANTISIERUNG BEI GLEITKOMMAZAHLEN 136
5.2.3 FEHLER SCHRANKEN UND VERTEILUNGSDICHTEFUNKTIONEN DER
QUANTISIERUNGSFEHLER 141
5.2.4 FEHLER DURCH BEGRENZUNG DES ZAHLENBEREICHS 146
5.3 FEHLERANALYSE DIGITALER FILTER 148
5.3.1 ANALYSE DES RUNDUNGSRAUSCHENS 149
5. 3.1.1 STOERABSTAND EINES QUANTISIERERS 150
5.3.1.2 STOERABSTAND BELIEBIGER DIGITALER FILTER 153
5.3.1.3 STOERABSTAND REIN REKURSIVER DIGITALER FILTER ERSTEN
UND ZWEITEN GRADES 159
5. 3. 2 GRENZZYKLEN 164
5.3.2.1 ZUSTANDSGRAPHEN FUER DIE GRENZZYKELANALYSE BEI DIGITA
LEN FILTERN ERSTEN UND ZWEITEN GRADES 165
5. 3. 2. 2 GRENZZYKLEN BEI DIGITALEN FILTERN ERSTEN UND ZWEITEN
GRADES MIT FESTKOMMARECHNUNG 167
5.3.2.3 GRENZZYKLEN BEI DIGITALEN FILTERN ERSTEN UND ZWEITEN
GRADES MIT GLEITKOMMARECHNUNG 171
5.3.2.4 GRENZZYKELFREIE SYSTEME 176
5.3.3 FEHLER DURCH KOEFFIZIENTENQUANTISIERUNG 180
5.3.4 FEHLERANALYSE DURCH MESSUNG ODER SIMULATION 185
5.3.4.1 FEHLERANALYSE DURCH MESSUNG 186
5.3.4.2 FEHLERANALYSE DURCH SIMULATION 188
6. REALISIERUNG DIGITALER FILTER 194
UEBUNGSAUFGABEN 204
ERGEBNISSE ZU DEN UEBUNGSAUFGABEN 210
SACHREGISTER
217
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