Grundlagen der Informationstechnik

Prof. Dr. Martin Meyer lehrt Nachrichtentechnik und ist Leiter des Studienganges Elektro- und Informationstechnik an der Fachhochschule Nordwestschweiz.

• 1 Einführung.- 1.1 Das Konzept der Systemtheorie.- 1.2 Übersicht über die Methoden der Signalverarbeitung.- 2 Analoge Signale.- 2.1 Klassierung der Signale.- 2.2 Die Fourier-Reihe.- 2.3 Die Fourier-Transformation (FT).- 2.4 Die Laplace-Transformation (LT).- 3 Analoge Systeme.- 3.1 Klassierung der Systeme.- 3.2 Die Impulsantwort oder Stossantwort.- 3.3 Der Frequenzgang und die Übertragungsfunktion.- 3.4 Die Schrittantwort oder Sprungantwort.- 3.5 Kausale Systeme.- 3.6 Pole und Nullstellen.- 3.7 Bodediagramme.- 3.8 Systemverhalten im Zeitbereich.- 3.9 Spezielle Systeme.- 3.10 Systembeschreibung mit Zustandsvariablen.- 3.11 Normierung.- 3.12 Übersicht über die Systembeschreibungen.- 3.13 Das Übertragungsverhalten von LTI-Systemen.- 4 Digitale Signale.- 4.1 Einführung.- 4.2 Die Fourier-Transformation für Abtastsignale (FTA).- 4.3 Die diskrete Fourier-Transformation (DFT).- 4.4 Spektralanalyse mit der DFT/FFT.- 4.5 Die diskrete Faltung.- 4.6 Die z-Transformation (ZT).- 4.7 Übersicht über die Signaltransformationen.- 5 Digitale Systeme.- 5.1 Einführung.- 5.2 Die Differenzengleichung.- 5.3 Die Impulsantwort.- 5.4 Der Frequenzgang und die z-Übertragungsfunktion.- 5.5 Die Schrittantwort.- 5.6 Pole und Nullstellen.- 5.7 Strukturen und Blockschaltbilder.- 5.8 Digitale Simulation analoger Systeme.- 5.9 Übersicht über die Systeme.- 5.10 Der Einfluss der Amplitudenquantisierung.- 5.11 Die Realisierung von digitalen Systemen.- 6 Zufällige Signale.- 6.1 Einführung.- 6.2 Wahrscheinlichkeitsfunktion und Wahrscheinlichkeitsdichte.- 6.3 Zufallsfunktionen und stochastische Prozesse.- 6.4 Die Beschreibung von Zufallssignalen im Frequenzbereich.- 6.5 Einige Anwendungen.- 7 Reaktion von Systemen auf Zufallssignale.- 7.1 Systemreaktion.- 7.2 Messung von Frequenzgängen.- 7.3Optimalfilter (matched filter).- 8 Analoge Filter.- 8.1 Einführung.- 8.2 Approximation des idealen Tiefpasses.- 8.3 Frequenztransformation.- 8.4 Die praktische Realisierung von aktiven Analogfiltern.- 9 Digitale Filter.- 9.1 IIR-Filter (Rekursivfilter).- 9.2 FIR-Filter (Transversalfilter).- 9.3 Die Realisierung eines Digitalfilters.- 10 Einige weiterführende Ausblicke.- 10.1 Systeme mit mehreren Abtastraten.- 10.2 Analytische Signale und Hilbert-Transformation.- 10.3 Adaptive Filter.- 10.4 Parametrische Spektralanalyse.- Hinweise zur Weiterarbeit.- Anhang: MATLAB.- A.1 Einführung.- A.2 Darstellung der analogen und digitalen Systeme in MATLAB.- A.2.1 Direktstruktur (Polynomquotienten).- A.2.2 Kaskadenstruktur (Pol-Nullstellen-Verstärkungs — Darstellung).- A.2.3 Biquadkaskade.- A.2.4 Parallelstruktur (Partialbruchdarstellung).- A.2.5 Zustandsraumdarstellung.- A.3 MATLAB-Befehle.- A.3.1 Umwandlung der Systemdarstellungen.- A.3.2 Digitale Simulation analoger Systeme.- A.3.3 Analyse von Systemen.- A.3.4 Analoge Filter.- A.3.5 IIR-Filter.- A.3.6 FIR-Filter.- A.3.7 Spektralanalyse.- A.3.8 Spezielle Funktionen.- A.3.9 Statistische Signalanalyse.- A.4 Beispiel-Programme.- A.4.1 Analyse von analogen Systemen.- A.4.2 Analyse von digitalen Systemen.- A.4.3 Gruppenlaufzeit analoger Systeme.- Verzeichnis der Formelzeichen.- Verzeichnis der Abkürzungen.- Sachwortverzeichnis.