Signale und Systeme:
Gespeichert in:
Hauptverfasser: | , |
---|---|
Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin
De Gruyter
[2019]
|
Ausgabe: | 7., überarbeitete Auflage |
Schriftenreihe: | De Gruyter Studium
|
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | http://www.degruyter.com/search?f_0=isbnissn&q_0=9783110626315&searchTitles=true Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XV, 694 Seiten Illustrationen, Diagramme 25 cm |
ISBN: | 9783110626315 |
Internformat
MARC
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adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
V
I
EINFUEHRUNG
1
1
EINLEITUNG
3
1.1
SIGNALE
.............................................................................................................
4
1.2
SYSTEME
...........................................................................................................
4
1.3
SIGNALVERARBEITUNG
...........................................................................................
6
1.4
STRUKTUR
DES
BUCHES
.........................................................................................
9
2
MATHEMATISCHE
GRUNDLAGEN
11
2.1
RAEUME
...............................................................................................................
11
2.1.1
METRISCHER
RAUM
..................................................................................
12
2.1.2
LINEARER
RAUM
......................................................................................
13
2.1.3
NORMIERTE
RAEUME
..................................................................................
15
2.1.4
INNENPRODUKTRAUM
...............................................................................
16
2.1.5
UNITAERER
RAUM
......................................................................................
18
2.1.6
HILBERT-RAUM
........................................................................................
20
2.1.7
BASIS
.....................................................................................................
21
2.2
INTEGRALTRANSFORMATIONEN
................................................................................
28
2.2.1
INTEGRATIONSKERNE
..................................................................................
28
2.2.2
ZWEIDIMENSIONALE
TRANSFORMATIONEN
...................................................
31
2.3
OPERATOREN
.......................................................................................................
32
2.3.1
LINEARE
OPERATOREN
...............................................................................
33
2.3.2
TYPEN
VON
LINEAREN
OPERATOREN
.............................................................
38
2.3.3
DARSTELLUNGSMATRIX
...............................................................................
39
2.3.4
VERSCHIEBUNGSOPERATOR
.........................................................................
41
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
2.4
HOLOMORPHE
FUNKTIONEN
.................................................................................
42
2.4.1
CAUCHY SEHE INTEGRALFORMEL
.................................................................
42
2.4.2
LAURENT-REIHE
........................................................................................
44
2.4.3
RESIDUENSATZ
..........................................................................................
48
II
ZEITKONTINUUM
51
3
ZEITKONTINUIERLICHE
SIGNALE
53
3.1
FUNKTIONENRAEUME
.............................................................................................
53
3.1.1
SIGNALKLASSEN
........................................................................................
54
3.1.2
NORM
UND
INNENPRODUKT
VON
SIGNALEN
.................................................
56
3.1.3
NORM
UND
INNENPRODUKT
MIT
BELEGUNG
...............................................
58
3.2
STOCHASTISCHE
SIGNALE
........................................................................................
59
3.2.1
WAHRSCHEINLICHKEIT
.................................................................................
59
3.2.2
WAHRSCHEINLICHKEITSVERTEILUNG
..............................................................
60
3.2.3
STOCHASTISCHE
PROZESSE
...........................................................................
66
3.3
DETERMINISTISCHE
SIGNALE
..................................................................................
81
3.3.1
ORTHOGONALE
FUNKTIONENSYSTEME
..........................................................
81
3.3.2
BIORTHOGONALE
FUNKTIONENSYSTEME
.......................................................
85
3.4
FOURIER-REIHE
...................................................................................................
86
3.5
FOURIER-TRANSFORMATION
....................................................................................
94
3.5.1
DEFINITION
DER
FOURIER-TRANSFORMATION
.................................................
96
3.5.2
EIGENSCHAFTEN
DER
FOURIER-TRANSFORMATION
...........................................
99
3.5.3
ENERGIE-
UND
LEISTUNGSDICHTE
.................................................................
106
3.5.4
COSINUS-
UND
SINUS-TRANSFORMATION
......................................................
106
3.6
TESTSIGNALE
.........................................................................................................
108
3.6.1
DIRAC-IMPULS
...........................................................................................
109
3.6.2
KONSTANTES
SIGNAL
...................................................................................
HO
3.6.3
VORZEICHENFUNKTION
................................................................................
HL
3.6.4
EINHEITSSPRUNG
........................................................................................
HL
3.6.5
KOMPLEXE
SCHWINGUNG
..........................................................................
HL
3.6.6
RECHTECKFUNKTION
...................................................................................
112
3.6.7
EXPONENTIALIMPULS
..................................................................................
113
3.6.8
DOPPELSEITIGE
EXPONENTIALFUNKTION
........................................................
114
3.6.9
EXPONENTIALSIGNAL
...................................................................................
114
3.6.10
GAUSS-IMPULS
...........................................................................................
116
INHALTSVERZEICHNIS
IX
3.7
BESONDERHEITEN
DER
FOURIER-TRANSFORMATION
....................................................
118
3.7.1
LECKEFFEKT
...............................................................................................
118
3.7.2
GIBBS SCHES
PHAENOMEN
..........................................................................
121
3.8
ALLGEMEINE
SIGNALEIGENSCHAFTEN
......................................................................
126
3.8.1
ZEITDAUER-BANDBREITE-PRODUKT
...............................................................
126
3.8.2
RIEMANN-LEBESGUE SCHES
LEMMA
.........................................................
130
3.9
VERWENDUNG
VON
FENSTERFUNKTIONEN
.................................................................
135
3.10
AUFGABEN
..........................................................................................................
137
4
ZEITKONTINUIERLICHE
SYSTEME
145
4.1
EIGENSCHAFTEN
...................................................................................................
145
4.1.1
LINEARE
ZEITINVARIANTE
SYSTEME
(LTI-SYSTEME)
.......................................
150
4.1.2
MEHRGROESSENSYSTEME
..............................................................................
155
4.2
SYSTEMBESCHREIBUNG
DURCH
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN
........................................
156
4.2.1
ALLGEMEINE
DARSTELLUNG
........................................................................
156
4.2.2
ZUSTANDSRAUM
.......................................................................................
157
4.3
LAPLACE-TRANSFORMATION
....................................................................................
162
4.3.1
DEFINITION
...............................................................................................
162
4.3.2
KONVERGENZ
DER
LAPLACE-TRANSFORMATION
..............................................
166
4.3.3
INVERSE
LAPLACE-TRANSFORMATION
............................................................
168
4.3.4
EIGENSCHAFTEN
.........................................................................................
168
4.3.5
RUECKTRANSFORMATION
................................................................................
173
4.3.6
ANWENDUNG
BEI
DER
SYSTEMBESCHREIBUNG
.............................................
178
4.3.7
VERGLEICH
ZWISCHEN
LAPLACE-
UND
FOURIER-TRANSFORMATION
...................
180
4.4
SYSTEMFUNKTION
...............................................................................................
4.4.1
POL-
UND
NULLSTELLEN
180
182
4.4.2
VERKNUEPFUNG
VON
SYSTEMFUNKTIONEN
....................................................
186
4.4.3
FREQUENZGANG
.........................................................................................
189
4.4.4
BODE-DIAGRAMM
....................................................................................
194
4.4.5
MINIMALPHASENSYSTEM
UND
ALLPASS
......................................................
197
4.4.6
STRUKTURDARSTELLUNG
KONTINUIERLICHER
LTI-SYSTEME
...............................
201
4.5
FREQUENZSELEKTIVE
FILTER
....................................................................................
204
4.5.1
FILTERTRANSFORMATION
..............................................................................
206
4.5.2
ENTWURF
NORMIERTER
TIEFPAESSE
................................................................
208
4.5.3
BESTIMMUNG
DER
UEBERTRAGUNGSFUNKTION
................................................
214
4.6
HILBERT-TRANSFORMATION
....................................................................................
216
4.7
AUFGABEN
...........................................................................................................
225
X
INHALTSVERZEICHNIS
III
ZEITDISKRETISIERUNG
231
5
ZEITDISKRETE
SIGNALE
233
5.1
GRUNDLAGEN
.......................................................................................................
233
5.1.1
ZEITDISKRETISIERUNG
.................................................................................
233
5.1.2
ABTASTTHEOREM
........................................................................................
235
5.1.3
ALIASING
..................................................................................................
241
5.1.4
REKONSTRUKTION
......................................................................................
243
5.2
DISKRETE
ZUFALLSVARIABLEN
.................................................................................
248
5.3
FOURIER-TRANSFORMATION
ZEITDISKRETER
SIGNALE
...................................................
249
5.3.1
DEFINITION
DER
FOURIER-TRANSFORMATION
ZEITDISKRETER
SIGNALE
................
250
5.3.2
EIGENSCHAFTEN
DER
FOURIER-TRANSFORMATION
ZEITDISKRETER
SIGNALE
..........
252
5.3.3
ENERGIE-
UND
LEISTUNGSDICHTE
.................................................................
254
5.4
ABTASTFREQUENZ
..................................................................................................
255
5.4.1
UEBERABTASTUNG
.......................................................................................
256
5.4.2
UNTERABTASTUNG
......................................................................................
264
5.5
SPEKTRALANALYSE
.................................................................................................
272
5.5.1
DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION
(DFT)
..................................................
272
5.5.2
SCHNELLE
FOURIER-TRANSFORMATION
(FFT)
..................................................
278
5.5.3
EIGENSCHAFTEN
DER
DFT
...........................................................................
279
5.5.4
AUFLOESUNG
IM
ZEIT-
UND
FREQUENZBEREICH
.............................................
282
5.5.5
DFT
EINER KOMPLEXEN
SCHWINGUNG
OHNE
LECKEFFEKT
............................
284
5.5.6
DFT
EINER KOMPLEXEN
SCHWINGUNG
MIT
LECKEFFEKT
...............................
285
5.5.7
ZERO-PADDING
.........................................................................................
288
5.5.8
PERIODOGRAMM
.......................................................................................
289
5.6
VERWENDUNG
VON
FENSTERFUNKTIONEN
.................................................................
290
5.6.1
DEFINITION
...............................................................................................
292
5.6.2
RECHTECKFENSTER
......................................................................................
292
5.6.3
DREIECKFENSTER
........................................................................................
294
5.6.4
HANN-FENSTER
.........................................................................................
295
5.6.5
BLACKMAN-FENSTER
...................................................................................
295
5.6.6
DOLPH-TSCHEBYSCHOW-FENSTER
...............................................................
296
5.6.7
ZEITDISKRETES
GAUSS-FENSTER
....................................................................
297
5.6.8
ZUSAMMENFASSUNG
.................................................................................
298
5.7
WEITERE
DISKRETE
TRANSFORMATIONEN
..................................................................
300
5.7.1
WALSH-TRANSFORMATION
...........................................................................
300
5.7.2
ALLGEMEINE
DISKRETE
TRANSFORMATION
......................................................
303
5.8
AUFGABEN
...........................................................................................................
305
INHALTSVERZEICHNIS
XI
6
ZEITDISKRETE
SYSTEME
311
6.1
EIGENSCHAFTEN
...................................................................................................
311
6.1.1
LINEARE
ZEITINVARIANTE
SYSTEME
(LTI-SYSTEME)
.......................................
314
6.1.2
MEHRGROESSENSYSTEME
..............................................................................
316
6.2
SYSTEMBESCHREIBUNG
DURCH
DIFFERENZENGLEICHUNGEN
.......................................
317
6.2.1
ALLGEMEINE
DARSTELLUNG
........................................................................
317
6.2.2
ZUSTANDSRAUM
.......................................................................................
318
6.3
DIE
Z-TRANSFORMATION
.......................................................................................
320
6.3.1
DEFINITION
...............................................................................................
320
6.3.2
EXISTENZ
DER
Z-TRANSFORMIERTEN
.............................................................
323
6.3.3
INVERSE
Z-TRANSFORMATION
......................................................................
327
6.3.4
MOEGLICHKEITEN
DER
RUECKTRANSFORMATION
................................................
327
6.3.5
EIGENSCHAFTEN
........................................................................................
335
6.4
SYSTEMFUNKTION
................................................................................................
339
6.4.1
POL-
UND
NULLSTELLEN
..............................................................................
341
6.4.2
VERKNUEPFUNG
VON
SYSTEMEN
..................................................................
342
6.4.3
FREQUENZGANG
........................................................................................
343
6.4.4
MINIMALPHASENSYSTEM
UND
ALLPASS
......................................................
353
6.4.5
STRUKTURDARSTELLUNG
ZEITDISKRETER
LTI-SYSTEME
.....................................
356
6.5
LINEARPHASIGE
SYSTEME
.....................................................................................
363
6.5.1
DEFINITION
UND
EIGENSCHAFTEN
.................................
363
6.5.2
LINEARPHASIGE
FIR-FILTER
........................................................................
367
6.6
ZEITDISKRETE
DARSTELLUNG
KONTINUIERLICHER
SYSTEME
..........................................
371
6.6.1
UMSETZUNG
DER
UEBERTRAGUNGSFUNKTION
.................................................
372
6.6.2
IMPULSINVARIANZ
....................................................................................
372
6.6.3
POL-
UND
NULLSTELLENUEBERTRAGUNG
.............................................
374
6.6.4
NUMERISCHE
INTEGRATION
........................................................................
375
6.7
FREQUENZSELEKTIVE
FILTER
....................................................................................
379
6.7.1
KAUSALES
FIR-FILTER
UEBER
IMPULSINVARIANZ
.............................................
379
6.7.2
AKAUSALES
FIR-FILTER
UEBER
DIE
DFT.........................................................
386
6.7.3
IIR-FILTER
UEBER
DIE
ZEITDISKRETE
UEBERTRAGUNGSFUNKTION
.........................
391
6.7.4
FIR-FILTER
UEBER
TRANSFORMATION
DES
FREQUENZGANGES
............................
395
6.8
SPEZIELLE
ZEITDISKRETE
FILTER
..............................................................................
399
6.8.1
ZEITDISKRETE
HILBERT-TRANSFORMATION
......................................................
399
6.8.2
ZEITDISKRETER
DIFFERENZIERER
...................................................................
406
6.8.3
KORREKTUR
DER
GRUPPENLAUFZEIT
EINES
FILTERS
..........................................
407
6.9
AUFGABEN
...........................................................................................................
412
XII
INHALTSVERZEICHNIS
IV
ZEIT-FREQUENZ-ANALYSE
417
7
SIGNALDARSTELLUNG
MIT
FRAMES
419
7.1
FENSTERFUNKTIONEN
..............................................................................................
419
7.1.1
VERSCHIEBUNGSINVARIANZ
........................................................................
421
7.1.2
EFFEKTIVE
ZEITDAUER
UND
EFFEKTIVE
BANDBREITE
........................................
422
7.2
SKALIERUNG
..........................................................................................................
425
7.2.1
SKALIERUNG
IM
ZEIT-
UND
FREQUENZBEREICH
.............................................
425
7.2.2
SKALIERUNGSINVARIANZ
.............................................................................
428
7.3
HILBERT-RAEUME
..................................................................................................
428
7.3.1
BASISFUNKTIONEN
......................................................................................
429
7.3.2
ORTHONORMALITAET
....................................................................................
437
7.3.3
BIORTHONORMALITAET
...................................................................................
441
7.3.4
FRAMES
....................................................................................................
442
7.3.5
STRAFFE
FRAMES
.........................................................................................
447
7.3.6
FRAMES
MIT
VERSCHOBENEN
FENSTERFUNKTIONEN
........................................
454
7.4
AUFGABEN
...........................................................................................................
459
8
KURZZEIT-FOURIER-TRANSFORMATION
461
8.1
KONTINUIERLICHE
KURZZEIT-FOURIER-TRANSFORMATION
...........................................
461
8.1.1
DEFINITION
UND
INTERPRETATIONEN
............................................................
461
8.1.2
SPEKTROGRAMM
.......................................................................................
466
8.1.3
VERSCHIEBUNGSINVARIANZ
........................................................................
467
8.1.4
REKONSTRUKTION
DES
ZEITSIGNALS
..............................................................
468
8.1.5
BEISPIELE
ZUR
KURZZEIT-FOURIER-TRANSFORMATION
.....................................
470
8.2
GABOR-REIHE
.......................................................................................................
479
8.2.1
DISKRETISIERUNG
VON
ZEIT-
UND
FREQUENZVERSCHIEBUNG
.........................
479
8.2.2
ABTASTTHEOREM
FUER
DIE
ZEIT-FREQUENZ-VERTEILUNG
..................................
481
8.2.3
REKONSTRUKTION
DES
ZEITSIGNALS
..............................................................
483
8.2.4
GABOR-REIHE
ALS
FRAME
...........................................................................
486
8.3
DISKRETE
KURZZEIT-FOURIER-TRANSFORMATION
........................................................
490
8.3.1
DEFINITION
...............................................................................................
490
8.3.2
REKONSTRUKTION DES
ZEITDISKRETEN
SIGNALS
..............................................
493
8.3.3
BERECHNUNG
DER
SYNTHESEFUNKTIONEN
....................................................
494
8.3.4
FILTERBANK-INTERPRETATION
.......................................................................
499
8.4
AUFGABEN
...........................................................................................................
503
INHALTSVERZEICHNIS
XIII
9
WAVELET-TRANSFORMATION
505
9.1
KONTINUIERLICHE
WAVELET-TRANSFORMATION
.........................................................
505
9.1.1
SKALIERUNG
DES
ANALYSEFENSTERS
.............................................................
505
9.1.2
DEFINITION
DER
WAVELET-TRANSFORMATION
.................................................
508
9.1.3
SKALOGRAMM
..........................................................................................
510
9.1.4
ZULAESSIGE
WAVELETS
.................................................................................
511
9.1.5
VERSCHIEBUNGS-
UND
AFFININVARIANZ
.......................................................
515
9.1.6
VERTEILUNG
DER
SIGNALENERGIE
..................................................................
515
9.1.7
ENERGIEERHALTUNG
...................................................................................
517
9.1.8
REKONSTRUKTION
DES
SIGNALS
IM
ZEITBEREICH
...........................................
519
9.1.9
LOKALISIERUNGSEIGENSCHAFT
.....................................................................
520
9.1.10
REPRODUZIERENDER
KEM
.........................................................................
521
9.2
WAVELET-FUNKTIONEN
.........................................................................................
523
9.2.1
GABOR-WAVELET
.......................................................................................
523
9.2.2
HAAR-WAVELET
.........................................................................................
530
9.2.3
SHANNON-WAVELET
..................................................................................
531
9.3
SEMIDISKRETE
DYADISCHE
WAVELETS
.....................................................................
531
9.3.1
DYADISCH
DISKRETISIERTER
SKALIERUNGSFAKTOR
...........................................
531
9.3.2
REKONSTRUKTION
DES
SIGNALS
IM
ZEITBEREICH
...........................................
534
9.4
DYADISCHE
WAVELET-REIHEN...............................................................................
537
9.4.1
DISKRETISIERUNG
VON
SKALIERUNG
UND
ZEITVERSCHIEBUNG
.........................
537
9.4.2
DISKRETE
WAVELET-TRANSFORMATION..........................................................
539
9.5
MULTIRATEN-FILTERBANK
.......................................................................................
540
9.5.1
MULTISKALENANALYSE
...............................................................................
541
9.5.2
SCHNELLE
WAVELET-TRANSFORMATION
..........................................................
545
9.5.3
INVERSE
DISKRETE
WAVELET-TRANSFORMATION
..............................................
548
9.5.4
ANWENDUNG
DER
MULTIRATEN-FILTERBAENKE
..............................................
552
9.5.5
ZWEIDIMENSIONALE
WAVELET-TRANSFORMATION
..........................................
560
9.6
HERLEITUNG
VON
WAVELET
UND
SKALIERUNGSFUNKTION
...........................................
561
9.6.1
DEFINITION
DER
UNTERRAEUME
...................................................................
561
9.6.2
BERECHNUNG
DER
SKALIERUNGSFUNKTION
....................................................
564
9.6.3
BERECHNUNG
DER
WAVELET-FUNKTION
.......................................................
567
9.6.4
ZUSAMMENFASSUNG
DER
VORGEHENSWEISE
................................................
569
9.7
SKALIERUNGSFILTER
................................................................................................
572
9.7.1
ORTHONORMALITAET
DER
SKALIERUNGSFUNKTION
.............................................
573
9.7.2
SKALIERUNGSKOEFFIZIENTEN
........................................................................
573
9.7.3
DAUBECHIES-FILTER
..................................................................................
576
9.7.4
BERECHNUNG
VON
SKALIERUNGSFUNKTION
UND
WAVELET
..............................
580
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
9.7.5
ANWENDUNGSBEISPIELE
...........................................................................
587
9.8
WAVELET-PAKET-TRANSFORMATION
........................................................................
590
9.8.1
ERWEITERUNG
DER
MULTIRATEN-FILTERBAENKE
................................................
591
9.8.2
REDUNDANZ
DES
WAVELET-PAKET-BAUMES
................................................
594
9.8.3
WAHL
DER
BESTEN
BASIS
.............................................................................
596
9.9
AUFGABEN
...........................................................................................................
601
10
QUADRATISCHE ZEIT-FREQUENZ-VERTEILUNGEN
603
10.1
WIGNER-VILLE-VERTEILUNG.....................................................................................
603
10.1.1
AMBIGUITAETSFUNKTION
.............................................................................
603
10.1.2
DEFINITION
DER
WIGNER-VILLE-VERTEILUNG
..................................................
606
10.1.3
EIGENSCHAFTEN
DER
WIGNER-VILLE-VERTEILUNG...........................................
611
10.1.4
MOYALS
FORMEL,
SPEKTROGRAMM
UND
SKALOGRAMM
.................................
619
10.1.5
REKONSTRUKTION
VON
ZEITSIGNAL
UND
SPEKTRUM
.......................................
622
10.1.6
WIGNER-VILLE-VERTEILUNG
VON
MEHRKOMPONENTENSIGNALEN
.....................
623
10.1.7
DISKRETE
WIGNER-VILLE-VERTEILUNG
...........................................................
630
10.2
OPTIMIERTE
QUADRATISCHE
ZEIT-FREQUENZ-VERTEILUNGEN
.....................................
631
10.2.1
GEFILTERTE
WIGNER-VILLE-VERTEILUNGEN
......................................................
632
10.2.2
COHEN-KLASSE
.........................................................................................
633
10.2.3
OPTIMIERUNG
DER
KERNFUNKTION
..............................................................
645
10.2.4
AFFINE
KLASSE
...........................................................................................
647
10.2.5
REASSIGNMENT-METHODE
..........................................................................
649
10.2.6
SIGNALABHAENGIGE
FILTERUNG
DER
WIGNER-VILLE-VERTEILUNG........................
650
10.2.7
S-METHODE
..............................................................................................
651
10.3
AUFGABEN
...........................................................................................................
656
A
FOURIER-TRANSFORMATIONEN
659
B
LAPLACE-TRANSFORMATION 665
C
Z-TRANSFORMATION
669
D
BLOCKSCHALTBILDER
673
E
BEWEISE
675
E.L
POLARISATIONSGLEICHUNG
.....................................................................................
675
E.2
ZEITDISKRETE
POISSON SCHE
SUMMENFORMEL
.......................................................
676
E.3
INNENPRODUKT
VON
GABOR-WAVELETS
.................................................................
678
INHALTSVERZEICHNIS
____________________________________________________
XV
LITERATURVERZEICHNIS
681
INDEX
685
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Inhaltsverzeichnis
Schweinfurt Zentralbibliothek Lesesaal
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2000 ZN 6020 P977(7) |
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Exemplar 1 | ausleihbar Verfügbar Bestellen |