Digitale Signalverarbeitung: Filterung und Spektralanalyse ; mit MATLAB-Übungen
Gespeichert in:
| Vorheriger Titel: | Kammeyer, Karl Dirk Digitale Signalverarbeitung |
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| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Teubner
1998
|
| Ausgabe: | 4., vollst. überarb. und erw. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Teubner-Studienbücher : Elektrotechnik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Literaturverz. S. [529] - 535 |
| Beschreibung: | XII, 542 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3519361221 |
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INHALTSVERZEICHNIS VORWORT I11 I GRUNDLAGEN, FILTERUNG UND
SPEKTRALANALYSE 1 1 EINLEITUNG 3 2 DISKRETE SIGNALE UND SYSTEME 9 2.1
ELEMENTARE DISKRETE SIGNALE . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2
EIGENSCHAFTEN DISKRETER SYSTEME . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3
EIGENSCHAFTEN DISKRETER SIGNALE UND SYSTEME IM F'REQUENZ- BEREICH. . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.4 DAS
ABTASTTHEOREM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.4.1
ZUSAMMENHANG ZWISCHEN DEN SPEKTREN DISKRETER UND KONTINUIERLICHER
ZEITSIGNALE . . . . . . . . . . . 20 2.4.2 ALTERNATIVE FORMULIERUNG DES
ABTASTTHEOREMS: SPEKTRUM EINES ABGETASTETEN SIGNALS . . . . . . . . 23
2.4.3 DEUTUNG DES ABTASTTHEOREMS ANHAND DER INTERPO- LATIONSFORMEL FUER
BANDBEGRENZTE SIGNALE . . . . . . 25 2.5 KOMPLEXE DISKRETE ZEITSIGNALE .
. . . . . . . . . . . . . . . 27 2.5.1 AEQUIVALENTE TIEFPASS-DARSTELLUNG
REELLER BANDPASS- SIGNALE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 27 2.5.2 SPEKTREN KOMPLEXER ZEITSIGNALE . . . . . . . . . . . 31 2.5.3
KOMPLEXE FALTUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.6 ZEITDISKRETE
STOCHASTISCHE PROZESSE . . . . . . . . . . . . . 36 2.7
SPEKTRALDARSTELLUNG DISKRETER STOCHASTISCHER PROZESSE . . . 43 2.7.1
DEFINITION DER SPEKTRALEN LEISTUNGSDICHTE . . . . . 43 V111
INHALTSVERZEICHNIS 2.7.2 EINFLUSS EINES LINEAREN SYSTEMS . 4 5
2.8 BASISBANDDARSTELLUNG STATIONAERER BANDPASSPROZESSE . 47 3 DIE
Z-TRANSFORMATION 53 3.1 DEFINITION DER Z-TRANSFORMATION .
53 3.2 EXISTENZ DER Z-TRANSFORMIERTEN . 56 3.3 INVERSE
Z-TRANSFORMATION . 61 3.4 EIGENSCHAFTEN DER
Z-TRANSFORMATION . 63 3.5 DIE SYSTEMFUNKTION
. 66 3.5.1 HERLEITUNG DER Z-UEBERTRAGUNGSFUNKTION
. 66 3.5.2 AMPLITUDENGANG, PHASENGANG UND GRUPPENLAUF- ZEIT
DISKRETER SYSTEME . 69 3.5.3 STABILITAETSKRITERIUM IM
Z-BEREICH . 73 4 REKURSIVE FILTER 77 4.1 KANONISCHE REKURSIVE
FILTERSTRUKTUREN . 78 4.2 ENTWURF SELEKTIVER REKURSIVER FILTER
. 82 4.2.1 TRANSFORMATION KONTINUIERLICHER IN DISKRETE
SYSTEME 82 4.2.2 GRUNDLAGEN ZUM ENTWURF KONTINUIERLICHER SYSTEME 88
4.2.3 STANDARDENTWUERFE IM S'-BEREICH . . 91 4.2.4
ENTWURFSBEISPIELE FUER REKURSIVE FILTER . 94 4.3 SPEZIELLE FORMEN
REKURSIVER FILTER . 98 4.3.1 KOMPLEXWERTIGE REKURSIVE
FILTER . 98 4.3.2 ALLPAESSE . 104 4.3.3
DIGITALE INTEGRIERER . 107 4.4 QUANTISIERUNGSEINFLUESSE
. 109 4.4.1 DARSTELLUNG VON FESTKOMMAZAHLEN .
110 4.4.2 QUANTISIERUNG DER FILTERKOEFFIZIENTEN . 112 4.4.3
STOCHASTISCHES MODELL DES QUANTISIERUNGSRAUSCHENS 116 4.4.4
QUANTISIERUNGSRAUSCHEN IN REKURSIVEN FILTERN . 119 4.4.5
SPEKTRALFORMUNG DES QUANTISIERUNGSRAUSCHENS . . . 122 4.4.6 GRENZZYKLEN
. 126 4.4.7 SKALIERUNG . 137
4.5 ENTWURF DIGITALER FILTER MIT HILFE VON LC-ABZWEIG- SCHALTUNGEN
. 141 4.5.1 BESCHREIBUNG VON
LC-ABZWEIGSCHALTUNGEN DURCH VIERPOLELEMENTE . 142
4.5.2 METHODE DES INVARIANTEN SPANNUNGSUEBERTRAGUNGS- VERHAELTNISSES
. 144 INHALTSVERZEICHNIS IX 4.5.3
IMPEDANZ-TRANSFORMATION . 149 4.5.4 QUELLEN UND
ABSCHLUSSWIDERSTAENDE . 151 4.5.5 TRANSFORMATION DES GESAMTEN
LC-FILTERS . 152 5 NICHTREKURSIVE FILTER 157 5.1 SYSTEME MIT
ENDLICHER IMPULSANTWORT: FIR-FILTER . 158 5.2 SYSTEME MIT LINEARER
PHASE . 163 5.2.1 KOMPLEXWERTIGE LINEARPHASIGE SYSTEME
. 163 5.2.2 DIE VIER GRUNDTYPEN REELLWERTIGER LINEARPHASIGER
FILTER . 166 5.3 ENTWURF LINEARPHASIGER
FIR-FILTER . 171 5.3.1 GRUNDFORMEN IDEALISIERTER SELEKTIVER
FILTER . . . . . 171 5.3.2 APPROXIMATION IM SINNE MINIMALEN FEHLERQUA-
DRATS: FOURIER-APPROXIMATION . 177 5.3.3 FILTERENTWURF DURCH
FENSTERBEWERTUNG DER IDEALEN IMPULSANTWORT . 180
5.3.4 TSCHEBYSCHEFF-APPROXIMATION IM SPERRBEREICH:
DOLPH-TSCHEBYSCHEFF-ENTWURF . . . . . . . . . . . . 188 5.3.5
TSCHEBYSCHEFF-APPROXIMATION IM DURCHLASS- UND SPERRBEREICH: REMEZ-ENTWURF
. 192 5.4 ENTWURF SPEZIELLER NICHTREKURSIVER SYSTEME .
195 5.4.1 ZEITDISKRETE DIFFERENZIERER . 195 5.4.2
ZEITDISKRETE HILBERT-TRANSFORMATOREN . 199 5.4.3
INTERPOLATIONSFILTER . 202 5.5 KOMPLEXWERTIGE SYSTEME
. 207 5.5.1 KOMPLEXWERTIGE SYSTEME ZUR ERZEUGUNG
ANALYTI- SCHER ZEITSIGNALE . 207 5.5.2 AEQUIVALENTE
TIEFPASSSYSTEME FUER DIGITALE BANDPASS- FILTER .
212 6 DIE DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION (DFT) 217 6.1 DEFINITION DER
DFT . 218 6.2 EIGENSCHAFTEN DER DFT
. 222 6.3 ZUSAMMENHAENGE ZWISCHEN DER DFT UND ANDEREN
TRANS- FORMATIONEN . 228 6.4 DIE SCHNELLE
FOURIER-NANSFORMATION (FFT) . 232 6.4.1 REDUKTION IM ZEITBEREICH
. 233 6.4.2 REDUKTION IM FREQUENZBEREICH . 239
6.4.3 ALTERNATIVE FORMEN DER FFT . 242 X INHALTSVERZEICHNIS
6.4.4 INVERSE FFT . 244 6.5 ANWENDUNG DER FFT ZUR
DIGITALEN FILTERUNG: SCHNELLE FALTUNG . 246
6.5.1 OVERLAP-ADD-VERFAHREN . 246 6.5.2
OVERLAP-SAVE-VERFAHREN . 253 7 SPEKTRALANALYSE
DETERMINIERTER SIGNALE 257 7.1 DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION REELLER
FOLGEN . 258 7.1.1 SIMULTANE TRANSFORMATION ZWEIER FOLGEN .
259 7.1.2 TRANSFORMATION EINER FOLGE DER LAENGE 2N DURCH EINE
N-PUNKTE-FFT . 260 7.2 SPEKTRALTRANSFORMATION REELLER
BANDPASSSIGNALE . . . . . . 263 7.2.1 ABTASTTHEOREM FUER BANDPASSSIGNALE
. 263 7.2.2 SPEKTRALTRANSFORMATION DER KOMPLEXEN EINHUELLENDEN269
7.3 SPEKTRALANALYSE PERIODISCHER SIGNALE . 272 7.3.1
ABTASTUNG EINES ZEITKONTINUIERLICHEN PERIODISCHEN SIGNALS
. 272 7.3.2 DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION
EINER KOMPLEXEN EXPONENTIALFOLGE . 273 7.3.3 DER
LECK-EFFEKT . 276 7.4 ANWENDUNG VON FENSTERFUNKTIONEN
IM ZEITBEREICH . 279 7.4.1 ALLGEMEINE INTERPRETATION DES
LECK-EFFEKTES . 279 7.4.2 HANN-FENSTER ALS BEISPIEL FUER DIE
PRINZIPIELLE WIR- KUNGSWEISE EINER FENSTERUNG IM ZEITBEREICH . 280
7.4.3 WEITERE GEBRAEUCHLICHE FENSTERFUNKTIONEN . 284 7.4.4
GLEICHMAESSIGE APPROXIMATION IM SPERRBEREICH: DOLPH-TSCHEBYSCHEFF-FENSTER
. 286 7.4.5 UEBERSICHT UEBER DIE VERSCHIEDENEN
FENSTERFUNKTIONEN 288 8 TRADITIONELLE SPEKTRALSCHAETZUNG 293 8.1
SCHAETZUNG VON AUTOKORRELATIONSFOLGEN . 295 8.2 BERECHNUNG VON
AUTOKORRELATIONSFOLGEN MIT FFT . 302 8.3 DAS PERIODOGRAMM
. 311 8.3.1 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN PERIODOGRAMM UND
AKF-SCHAETZUNG . 312 8.3.2 ERWARTUNGSTREUE DES
PERIODOGRAMMS . 314 8.3.3 VARIANZ DES PERIODOGRARNMS
. 317 8.4 KONSISTENTE SPEKTRALSCHAETZUNG . 321
INHALTSVERZEICHNIS 8.4.1 MITTELUNG VON PERIODOGRAMMEN (BARTLETT-METHODE)
. 321 8.4.2 FENSTERUNG DER DATENSEGMENTE
(WELCH-METHODE) . 323 8.4.3 KORRELOGRAMM-VERFAHREN
(BLACKMAN-TUKEY-SCHAETZUNG) . 326 8.5 VERGLEICH
PERIODOGRAMM-KORRELOGRAMM . 33 1 9 PARAMETRISCHE
SPEKTRALSCHAETZUNG 339 9.1 ARMA-MODELLE ZUR BESCHREIBUNG VON
RAUSCHPROZESSEN . 341 9.2 MARKOFF-PROZESS ALS AUTOREGRESSIVES MODELL
ERSTER ORDNUNG 346 9.3 DIE YULE-WALKER GLEICHUNG . 349
9.4 LINEARE PRAEDIKTION . 352 9.4.1 ABLEITUNG DER
WIENER-HOPF GLEICHUNG FUER EIN NICHTREKURSIVES PRAEDIKTIONSFILTER
. 352 9.4.2 DAS ORTHOGONALITAETSPRINZIP . 356 9.4.3
ZUSAMMENHANG ZWISCHEN LINEARER PRAEDIKTION UND AUTOREGRESSIVER
MODELLIERUNG . . . . . . . . . . . . 358 9.5 DIE LEVINSON-DURBIN
REKURSION . 360 9.5.1 ABLEITUNG DER PARCOR-KOEFFIZIENTEN
. 360 9.5.2 REKURSIVE BERECHNUNG DER PRAEDIKTIONSFEHLERLEISTUNG
. 363 9.5.3 REKURSIONSFORMEL ZUR BERECHNUNG DER PRAEDIKTOR-
KOEFFIZIENTEN (LEVINSON-DURBIN REKURSION) . 365 9.6 DIE
LATTICE-STRUKTUR . 368 9.6.1 ABLEITUNG DES
ANALYSEFILTERS IN LATTICE-FORM . . . 368 9.6.2 REKURSIVE SYNTHESEFILTER
IN LATTICE-STRUKTUR . . . . 372 9.6.3 MINIMALPHASIGKEIT DES
ANALYSEFILTERS - STABILITAET DES SYNTHESEFILTERS . 374 9.6.4
ORTHOGONALITAET DES RUECKWAERTS-PRAEDIKTORFEHLERS . . 378 9.6.5 UEBERSICHT
UEBER DIE VERSCHIEDENEN BESCHREIBUNGS- FORMEN FUER AUTOREGRESSIVE PROZESSE
. . . . . . . . . 382 9.7 LOESUNG DER YULE-WALKER GLEICHUNG .
384 9.7.1 YULE-WALKER- ODER AUTOKORRELATIONSANSATZ . . . . . 385 9.7.2
KOVARIANZMETHODE . 388 9.7.3 BURG-ALGORITHMUS
. 389 9.8 BEISPIELE ZUR PARAMETRISCHEN
SPEKTRALSCHAETZUNG . . . . . . 394 9.8.1 ERPROBUNG ANHAND SYNTHETISCHER
TESTSIGNALE . 394 9.8.2 ANWENDUNGEN ZUR SPRACHCODIERUNG . 397
XI1 INHALTSVERZEICHNIS I1 ~ATLAB-UEBUNGEN VON D . BOSS UND A . DEKORSY
405 1 . EINLEITUNG 407 2 . AUFGABEN 409 2.1 DISKRETE SIGNALE UND SYSTEME
(KAP . 2) . 409 2.2 REKURSIVE FILTER (KAP . 4)
. 422 2.3 NICHTREKURSIVE FILTER (KAP . 5)
. 427 2.4 DIE DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION (KAP . 6)
. 431 2.5 SPEKTRALANALYSE DETERMINIERTER SIGNALE (KAP . 7) .
433 2.6 TRADITIONELLE SPEKTRALSCHAETZUNG (KAP . 8) . 436 2.7
PARAMETRISCHE SPEKTRALSCHAETZUNG (KAP . 9) . 438 3 . LOESUNGEN 3.1
DISKRETE SIGNALE UND SYSTEME (KAP . 2) . . 3.2 REKURSIVE FILTER
(KAP . 4) . . 3.3 NICHTREKURSIVE FILTER (KAP . 5)
. . 3.4 DIE DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION (KAP . 6)
. 3.5 SPEKTRALANALYSE DETERMINIERTER SIGNALE (KAP . 7) . 3.6
TKADITIONELLE SPEKTRALSCHAETZUNG (KAP . 8) . . 3.7 PARAMETRISCHE
SPEKTRALSCHAETZUNG (KAP . 9) . . LITERATURVERZEICHNIS 529
SACHVERZEICHNIS 536 |
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| author | Kammeyer, Karl-Dirk 1944- Kroschel, Kristian 1942- |
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Inhaltsverzeichnis