Signalverarbeitung: analoge und digitale Signale, Systeme und Filter ; mit 20 Tabellen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Vieweg
2006
|
| Ausgabe: | 4., überarb. und aktualisierte Aufl. |
| Schriftenreihe: | Studium Technik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Literaturverzeichnis Seite 315 - 317 |
| Beschreibung: | X, 324 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3834802433 |
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MARTIN MEYER SIGNALVERARBEITUNG ANALOGE UND DIGITALE SIGNALE, SYSTEME
UND FILTER 4., UEBERARBEITETE UND AKTUALISIERTE AUFLAGE MIT 161
ABBILDUNGEN UND 20 TABELLEN STUDIUM TECHNIK VIEWEG VII
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINFUEHRUNG 1 1.1 DAS KONZEPT DER SYSTEMTHEORIE 1
1.2 UEBERSICHT UEBER DIE METHODEN DER SIGNALVERARBEITUNG 4 2 ANALOGE
SIGNALE 14 2.1 KLASSIERUNG DER SIGNALE 14 2.1.1 UNTERSCHEIDUNG
KONTINUIERLICH - DISKRET 14 2.1.2 UNTERSCHEIDUNG DETERMINISTISCH -
STOCHASTISCH 16 2.1.3 UNTERSCHEIDUNG ENERGIESIGNALE - LEISTUNGSSIGNALE
16 2.2 DIE FOURIER-REIHE 19 2.2.1 EINFUEHRUNG 19 2.2.2 SINUS- /
COSINUS-DARSTELLUNG 20 2.2.3 BETRAGS- / PHASEN-DARSTELLUNG 21 2.2.4
KOMPLEXE DARSTELLUNG 22 2.2.5 DAS THEOREM VON PARSEVAL FUER
LEISTUNGSSIGNALE 27 2.3 DIE FOURIER-TRANSFORMATION (FT) 28 2.3.1
HERLEITUNG DES AMPLITUDENDICHTESPEKTRUMS 29 2.3.2 DIE FALTUNG 34 2.3.3
DAS RECHNEN MIT DER DELTA-FUNKTION 37 2.3.4 DIE FOURIER-TRANSFORMATION
VON PERIODISCHEN SIGNALEN 41 2.3.5 DIE EIGENSCHAFTEN DER
FOURIER-TRANSFORMATION 47 2.3.6 DAS THEOREM VON PARSEVAL FUER
ENERGIESIGNALE 57 2.3.7 TABELLE EINIGER FOURIER-KORRESPONDENZEN 59 2.4
DIE LAPLACE-TRANSFORMATION (LT) 60 2.4.1 WIESO EINE WEITERE
TRANSFORMATION? 60 2.4.2 DEFINITION DER LAPLACE-TRANSFORMATION UND
BEZIEHUNG ZUR FT 60 2.4.3 DIE EIGENSCHAFTEN DER LAPLACE-TRANSFORMATION
64 2.4.4 DIE INVERSE LAPLACE-TRANSFORMATION 69 2.4.5 TABELLE EINIGER
LAPLACE-KORRESPONDENZEN (EINSEITIGE TRANSFORMATION) 70 3 ANALOGE SYSTEME
71 3.1 KLASSIERUNG DER SYSTEME 71 3.1.1 LINEARITAET 71 3.1.2
ZEITINVARIANZ 74 3.1.3 KAUSALE UND DETERMINISTISCHE SYSTEME 74 3.1.4
DYNAMISCHE SYSTEME 75 3.1.5 STABILITAET 75 3.2 DIE IMPULSANTWORT ODER
STOSSANTWORT 76 3.3 DER FREQUENZGANG UND DIE UEBERTRAGUNGSFUNKTION 77 3.4
DIE SCHRITTANTWORT ODER SPRUNGANTWORT 82 3.5 KAUSALE SYSTEME 87 3.6 POLE
UND NULLSTELLEN 89 3.6.1 EINFUEHRUNG 89 3.6.2 AMPLITUDENGANG, PHASENGANG
UND GRUPPENLAUFZEIT 91 3.6.3 PN-SCHEMATA DER FILTERARTEN 96 VIII
INHALTSVERZEICHNIS 3.6.4 REALISIERUNGSMOEGLICHKEITEN 98 3.7 BODEDIAGRAMME
99 3.8 SYSTEMVERHALTEN IM ZEITBEREICH 102 3.9 SPEZIELLE SYSTEME 106
3.9.1 MINDESTPHASENSYSTEME 106 3.9.2 ALLPAESSE 108 3.9.3 ZWEIPOLE 109
3.9.4 POLYNOMFILTER 110 3.10 NORMIERUNG 110 3.11 UEBERSICHT UEBER DIE
SYSTEMBESCHREIBUNGEN 112 3.11.1 EINFUEHRUNG 112 3.11.2 STABILE
LTI-SYSTEME MIT ENDLICH VIELEN KONZENTRIERTEN ELEMENTEN 114 3.11.3
NICHTLINEARE UND/ODER ZEITVARIANTE SYSTEME 115 3.11.4 BESTIMMEN DER
SYSTEMGLEICHUNG 116 3.11.5 COMPUTERGESTUETZTE SYSTEMANALYSE 120 4 ANALOGE
FILTER 123 4.1 EINFUEHRUNG 123 4.2 APPROXIMATION DES IDEALEN TIEFPASSES
130 4.2.1 EINFUEHRUNG 130 4.2.2 BUTTERWORTH-APPROXIMATION 131 4.2.3
TSCHEBYSCHEFF-I-APPROXIMATION 134 4.2.4 BESSEL-APPROXIMATION 136 4.2.5
TSCHEBYSCHEFF-II- UND CAUER-APPROXIMATION 137 4.2.6 FILTER MIT
KRITISCHER DAEMPFUNG 137 4.3 FREQUENZTRANSFORMATION 138 4.3.1 TIEFPAESSE
138 4.3.2 HOCHPAESSE 138 4.3.3 BANDPAESSE 140 4.3.4 BANDSPERREN 144 4.3.5
ALLPAESSE 145 4.4 DIE PRAKTISCHE REALISIERUNG VON AKTIVEN ANALOGFILTERN
145 4.4.1 DARSTELLUNG IN DER KASKADENSTRUKTUR UND SKALIERUNG 145 4.4.2
DIE FILTER-KOEFFIZIENTEN 148 5 DIGITALE SIGNALE 150 5.1 EINFUEHRUNG 150
5.2 DIE FOURIER-TRANSFORMATION FUER ABTASTSIGNALE (FTA) 152 5.2.1
EINFUEHRUNG 152 5.2.2 DIE IDEALE ABTASTUNG VON SIGNALEN 153 5.2.3 DAS
SPEKTRUM VON ABGETASTETEN SIGNALEN 154 5.2.4 DAS ABTASTTHEOREM 158 5.2.5
DIE REKONSTRUKTION VON ABGETASTETEN SIGNALEN (DA-WANDLUNG) 161 5.3 DIE
DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION (DFT) 164 5.3.1 DIE HERLEITUNG DER DFT
164 5.3.2 DIE VERWANDTSCHAFT MIT DEN KOMPLEXEN FOURIER-KOEFFIZIENTEN 166
5.3.3 DIE EIGENSCHAFTEN DER DFT 169 5.3.4 DIE SCHNELLE
FOURIER-TRANSFORMATION (FFT) 174 5.3.5 DIE REDUNDANZ IM SPEKTRUM REELLER
ZEITFOLGEN 180 INHALTSVERZEICHNIS IX 5.4 SPEKTRALANALYSE MIT DER DFT/FFT
182 5.4.1 EINFUEHRUNG 182 5.4.2 PERIODISCHE SIGNALE 184 5.4.3
QUASIPERIODISCHE SIGNALE 187 5.4.4 NICHTPERIODISCHE, STATIONAERE
LEISTUNGSSIGNALE 199 5.4.5 NICHTSTATIONAERE LEISTUNGSSIGNALE 199 5.4.6
TRANSIENTE SIGNALE 201 5.4.7 MESSUNG VON FREQUENZGAENGEN 202 5.4.8
ZUSAMMENFASSUNG 203 5.5 DIE DISKRETE FALTUNG 204 5.6 DIE
Z-TRANSFORMATION (ZT) 206 5.6.1 DEFINITION DER Z-TRANSFORMATION 206
5.6.2 ZUSAMMENHANG DER ZT MIT DER LT UND DER FTA 209 5.6.3 EIGENSCHAFTEN
DER Z-TRANSFORMATION 211 5.6.4 DIE INVERSE Z-TRANSFORMATION 215 5.6.5
TABELLE EINIGER Z-KORRESPONDENZEN 218 5.7 UEBERSICHT UEBER DIE
SIGNALTRANSFORMATIONEN 219 5.7.1 WELCHE TRANSFORMATION FUER WELCHES
SIGNAL? 219 5.7.2 ZUSAMMENHANG DER VERSCHIEDENEN TRANSFORMATIONEN 220 6
DIGITALE SYSTEME 225 6.1 EINFUEHRUNG 225 6.2 DIE DIFFERENZENGLEICHUNG 231
6.3 DIE IMPULSANTWORT 233 6.4 DER FREQUENZGANG UND DIE
Z-UEBERTRAGUNGSFUNKTION 236 6.5 DIE SCHRITTANTWORT 242 6.6 POLE UND
NULLSTELLEN 243 6.7 STRUKTUREN UND BLOCKSCHALTBILDER 245 6.8 DIGITALE
SIMULATION ANALOGER SYSTEME 251 6.9 UEBERSICHT UEBER DIE SYSTEME 254 6.10
DER EINFLUSS DER AMPLITUDENQUANTISIERUNG 256 6.11 DIE REALISIERUNG VON
DIGITALEN SYSTEMEN 263 7 DIGITALE FILTER 264 7.1 IIR-FILTER
(REKURSIVFILTER) 264 7.1.1 EINFUEHRUNG 264 7.1.2 FILTERENTWURF MIT DER
IMPULSINVARIANTEN Z-TRANSFORMATION 266 7.1.3 FILTERENTWURF MIT DER
BILINEAREN Z-TRANSFORMATION 274 7.1.4 FREQUENZTRANSFORMATION IM
Z-BEREICH 284 7.1.5 DIREKTER ENTWURF IM Z-BEREICH 285 7.2 FIR-FILTER
(TRANSVERSALFILTER) 287 7.2.1 EINFUEHRUNG 287 7.2.2 DIE 4 TYPEN
LINEARPHASIGER FIR-FILTER 287 7.2.3 FILTERENTWURF MIT DER FENSTERMETHODE
293 7.2.4 FILTERENTWURF DURCH FREQUENZ-ABTASTUNG 301 7.2.5 FILTERENTWURF
DURCH SYNTHESE IM Z-BEREICH 302 7.2.6 LINEARPHASIGE HOCHPAESSE, BANDPAESSE
UND BANDSPERREN 303 7.3 DIE REALISIERUNG EINES DIGITALFILTERS 313 X
INHALTSVERZEICHNIS LITERATURVERZEICHNIS 315 VERZEICHNIS DER
FORMELZEICHEN 318 VERZEICHNIS DER ABKUERZUNGEN 320 SACHWORTVERZEICHNIS
321 DIE ANHAENGE (BEISPIELE UND ERGAENZUNGEN ZUR THEORIE, HINWEISE ZUM
EINSATZ VON MATLAB) SIND ERHAELTLICH IM ONLINESERVICE UNTER
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MARTIN MEYER SIGNALVERARBEITUNG ANALOGE UND DIGITALE SIGNALE, SYSTEME
UND FILTER 4., UEBERARBEITETE UND AKTUALISIERTE AUFLAGE MIT 161
ABBILDUNGEN UND 20 TABELLEN STUDIUM TECHNIK VIEWEG VII
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINFUEHRUNG 1 1.1 DAS KONZEPT DER SYSTEMTHEORIE 1
1.2 UEBERSICHT UEBER DIE METHODEN DER SIGNALVERARBEITUNG 4 2 ANALOGE
SIGNALE 14 2.1 KLASSIERUNG DER SIGNALE 14 2.1.1 UNTERSCHEIDUNG
KONTINUIERLICH - DISKRET 14 2.1.2 UNTERSCHEIDUNG DETERMINISTISCH -
STOCHASTISCH 16 2.1.3 UNTERSCHEIDUNG ENERGIESIGNALE - LEISTUNGSSIGNALE
16 2.2 DIE FOURIER-REIHE 19 2.2.1 EINFUEHRUNG 19 2.2.2 SINUS- /
COSINUS-DARSTELLUNG 20 2.2.3 BETRAGS- / PHASEN-DARSTELLUNG 21 2.2.4
KOMPLEXE DARSTELLUNG 22 2.2.5 DAS THEOREM VON PARSEVAL FUER
LEISTUNGSSIGNALE 27 2.3 DIE FOURIER-TRANSFORMATION (FT) 28 2.3.1
HERLEITUNG DES AMPLITUDENDICHTESPEKTRUMS 29 2.3.2 DIE FALTUNG 34 2.3.3
DAS RECHNEN MIT DER DELTA-FUNKTION 37 2.3.4 DIE FOURIER-TRANSFORMATION
VON PERIODISCHEN SIGNALEN 41 2.3.5 DIE EIGENSCHAFTEN DER
FOURIER-TRANSFORMATION 47 2.3.6 DAS THEOREM VON PARSEVAL FUER
ENERGIESIGNALE 57 2.3.7 TABELLE EINIGER FOURIER-KORRESPONDENZEN 59 2.4
DIE LAPLACE-TRANSFORMATION (LT) 60 2.4.1 WIESO EINE WEITERE
TRANSFORMATION? 60 2.4.2 DEFINITION DER LAPLACE-TRANSFORMATION UND
BEZIEHUNG ZUR FT 60 2.4.3 DIE EIGENSCHAFTEN DER LAPLACE-TRANSFORMATION
64 2.4.4 DIE INVERSE LAPLACE-TRANSFORMATION 69 2.4.5 TABELLE EINIGER
LAPLACE-KORRESPONDENZEN (EINSEITIGE TRANSFORMATION) 70 3 ANALOGE SYSTEME
71 3.1 KLASSIERUNG DER SYSTEME 71 3.1.1 LINEARITAET 71 3.1.2
ZEITINVARIANZ 74 3.1.3 KAUSALE UND DETERMINISTISCHE SYSTEME 74 3.1.4
DYNAMISCHE SYSTEME 75 3.1.5 STABILITAET 75 3.2 DIE IMPULSANTWORT ODER
STOSSANTWORT 76 3.3 DER FREQUENZGANG UND DIE UEBERTRAGUNGSFUNKTION 77 3.4
DIE SCHRITTANTWORT ODER SPRUNGANTWORT 82 3.5 KAUSALE SYSTEME 87 3.6 POLE
UND NULLSTELLEN 89 3.6.1 EINFUEHRUNG 89 3.6.2 AMPLITUDENGANG, PHASENGANG
UND GRUPPENLAUFZEIT 91 3.6.3 PN-SCHEMATA DER FILTERARTEN 96 VIII
INHALTSVERZEICHNIS 3.6.4 REALISIERUNGSMOEGLICHKEITEN 98 3.7 BODEDIAGRAMME
99 3.8 SYSTEMVERHALTEN IM ZEITBEREICH 102 3.9 SPEZIELLE SYSTEME 106
3.9.1 MINDESTPHASENSYSTEME 106 3.9.2 ALLPAESSE 108 3.9.3 ZWEIPOLE 109
3.9.4 POLYNOMFILTER 110 3.10 NORMIERUNG 110 3.11 UEBERSICHT UEBER DIE
SYSTEMBESCHREIBUNGEN 112 3.11.1 EINFUEHRUNG 112 3.11.2 STABILE
LTI-SYSTEME MIT ENDLICH VIELEN KONZENTRIERTEN ELEMENTEN 114 3.11.3
NICHTLINEARE UND/ODER ZEITVARIANTE SYSTEME 115 3.11.4 BESTIMMEN DER
SYSTEMGLEICHUNG 116 3.11.5 COMPUTERGESTUETZTE SYSTEMANALYSE 120 4 ANALOGE
FILTER 123 4.1 EINFUEHRUNG 123 4.2 APPROXIMATION DES IDEALEN TIEFPASSES
130 4.2.1 EINFUEHRUNG 130 4.2.2 BUTTERWORTH-APPROXIMATION 131 4.2.3
TSCHEBYSCHEFF-I-APPROXIMATION 134 4.2.4 BESSEL-APPROXIMATION 136 4.2.5
TSCHEBYSCHEFF-II- UND CAUER-APPROXIMATION 137 4.2.6 FILTER MIT
KRITISCHER DAEMPFUNG 137 4.3 FREQUENZTRANSFORMATION 138 4.3.1 TIEFPAESSE
138 4.3.2 HOCHPAESSE 138 4.3.3 BANDPAESSE 140 4.3.4 BANDSPERREN 144 4.3.5
ALLPAESSE 145 4.4 DIE PRAKTISCHE REALISIERUNG VON AKTIVEN ANALOGFILTERN
145 4.4.1 DARSTELLUNG IN DER KASKADENSTRUKTUR UND SKALIERUNG 145 4.4.2
DIE FILTER-KOEFFIZIENTEN 148 5 DIGITALE SIGNALE 150 5.1 EINFUEHRUNG 150
5.2 DIE FOURIER-TRANSFORMATION FUER ABTASTSIGNALE (FTA) 152 5.2.1
EINFUEHRUNG 152 5.2.2 DIE IDEALE ABTASTUNG VON SIGNALEN 153 5.2.3 DAS
SPEKTRUM VON ABGETASTETEN SIGNALEN 154 5.2.4 DAS ABTASTTHEOREM 158 5.2.5
DIE REKONSTRUKTION VON ABGETASTETEN SIGNALEN (DA-WANDLUNG) 161 5.3 DIE
DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION (DFT) 164 5.3.1 DIE HERLEITUNG DER DFT
164 5.3.2 DIE VERWANDTSCHAFT MIT DEN KOMPLEXEN FOURIER-KOEFFIZIENTEN 166
5.3.3 DIE EIGENSCHAFTEN DER DFT 169 5.3.4 DIE SCHNELLE
FOURIER-TRANSFORMATION (FFT) 174 5.3.5 DIE REDUNDANZ IM SPEKTRUM REELLER
ZEITFOLGEN 180 INHALTSVERZEICHNIS IX 5.4 SPEKTRALANALYSE MIT DER DFT/FFT
182 5.4.1 EINFUEHRUNG 182 5.4.2 PERIODISCHE SIGNALE 184 5.4.3
QUASIPERIODISCHE SIGNALE 187 5.4.4 NICHTPERIODISCHE, STATIONAERE
LEISTUNGSSIGNALE 199 5.4.5 NICHTSTATIONAERE LEISTUNGSSIGNALE 199 5.4.6
TRANSIENTE SIGNALE 201 5.4.7 MESSUNG VON FREQUENZGAENGEN 202 5.4.8
ZUSAMMENFASSUNG 203 5.5 DIE DISKRETE FALTUNG 204 5.6 DIE
Z-TRANSFORMATION (ZT) 206 5.6.1 DEFINITION DER Z-TRANSFORMATION 206
5.6.2 ZUSAMMENHANG DER ZT MIT DER LT UND DER FTA 209 5.6.3 EIGENSCHAFTEN
DER Z-TRANSFORMATION 211 5.6.4 DIE INVERSE Z-TRANSFORMATION 215 5.6.5
TABELLE EINIGER Z-KORRESPONDENZEN 218 5.7 UEBERSICHT UEBER DIE
SIGNALTRANSFORMATIONEN 219 5.7.1 WELCHE TRANSFORMATION FUER WELCHES
SIGNAL? 219 5.7.2 ZUSAMMENHANG DER VERSCHIEDENEN TRANSFORMATIONEN 220 6
DIGITALE SYSTEME 225 6.1 EINFUEHRUNG 225 6.2 DIE DIFFERENZENGLEICHUNG 231
6.3 DIE IMPULSANTWORT 233 6.4 DER FREQUENZGANG UND DIE
Z-UEBERTRAGUNGSFUNKTION 236 6.5 DIE SCHRITTANTWORT 242 6.6 POLE UND
NULLSTELLEN 243 6.7 STRUKTUREN UND BLOCKSCHALTBILDER 245 6.8 DIGITALE
SIMULATION ANALOGER SYSTEME 251 6.9 UEBERSICHT UEBER DIE SYSTEME 254 6.10
DER EINFLUSS DER AMPLITUDENQUANTISIERUNG 256 6.11 DIE REALISIERUNG VON
DIGITALEN SYSTEMEN 263 7 DIGITALE FILTER 264 7.1 IIR-FILTER
(REKURSIVFILTER) 264 7.1.1 EINFUEHRUNG 264 7.1.2 FILTERENTWURF MIT DER
IMPULSINVARIANTEN Z-TRANSFORMATION 266 7.1.3 FILTERENTWURF MIT DER
BILINEAREN Z-TRANSFORMATION 274 7.1.4 FREQUENZTRANSFORMATION IM
Z-BEREICH 284 7.1.5 DIREKTER ENTWURF IM Z-BEREICH 285 7.2 FIR-FILTER
(TRANSVERSALFILTER) 287 7.2.1 EINFUEHRUNG 287 7.2.2 DIE 4 TYPEN
LINEARPHASIGER FIR-FILTER 287 7.2.3 FILTERENTWURF MIT DER FENSTERMETHODE
293 7.2.4 FILTERENTWURF DURCH FREQUENZ-ABTASTUNG 301 7.2.5 FILTERENTWURF
DURCH SYNTHESE IM Z-BEREICH 302 7.2.6 LINEARPHASIGE HOCHPAESSE, BANDPAESSE
UND BANDSPERREN 303 7.3 DIE REALISIERUNG EINES DIGITALFILTERS 313 X
INHALTSVERZEICHNIS LITERATURVERZEICHNIS 315 VERZEICHNIS DER
FORMELZEICHEN 318 VERZEICHNIS DER ABKUERZUNGEN 320 SACHWORTVERZEICHNIS
321 DIE ANHAENGE (BEISPIELE UND ERGAENZUNGEN ZUR THEORIE, HINWEISE ZUM
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