Technische Universität Ilmenau

Signale und Systeme 2 - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu unseren Studiengängen. Rechtlich verbindliche Angaben zum Verlauf des Studiums entnehmen Sie bitte dem jeweiligen Studienplan (Anlage zur Studienordnung). Bitte beachten Sie diesen rechtlichen Hinweis. Angaben zum Raum und Zeitpunkt der einzelnen Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte dem aktuellen Vorlesungsverzeichnis.

Modulinformationen zum Modul 1399 - allgemeine Informationen
Modulnummer1399
Fakultät
Fachgebietsnummer 2111 (Nachrichtentechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Martin Haardt
Voraussetzungen

Pflichtfächer in den Semestern 1 bis 4

Lernergebnisse

Die in der Vorlesung 'Signale und Systeme 1' erlernten Methoden zur effizienten theoretischen Beschreibung von Signalen und Systemen werden in dieser weiterführenden Vorlesung deutlich erweitert. So wird den Studenten der Umgang mit der Laplace- und Z-Transformation vermittelt, um Verzweigungsnetzwerke bzw. Filter mit zeitkontinuierlicher bzw. zeitdiskreter Impulsantwort zweckmäßig analysieren zu können. Die Studenten werden in die Lage versetzt, mit Hilfe von Pol-Nullstellendiagrammen Aussagen über die Stabilität oder die Übertragungscharakteristik von Systemen machen zu können und solche zu entwerfen. In diesem Zusammenhang lernen die Studenten auch wichtige realisierbare Elementarsysteme kennen. Im Rahmen der Behandlung zeitdiskreter nichtrekursiver Systeme wird die Matrixdarstellung solcher Systeme vermittelt, durch welche die Hörer einen tiefen Einblick in die mit der Diskreten Fouriertransformation verbundenen Formalitäten bekommen. Weiterhin wird der Umgang mit komplexwertigen Tiefpass-Signalen und -Systemen vermittelt, so dass die Studenten die grundlegenden Fähigkeiten erwerben, um Bandpasssignale und -systeme effizient zu modellieren und zu analysieren.

Spezifik im Studiengang Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
ModulnameSignale und Systeme 2
Leistungspunkte5
VerpflichtungPflicht
ModulabschlussEinzelleistungen
Details zum Abschluss
Spezifik im Studiengang Bachelor Ingenieurinformatik 2013
ModulnameSignale und Systeme 2
Leistungspunkte5
VerpflichtungWahlpflicht
ModulabschlussEinzelleistungen
Details zum Abschluss
Spezifik im Studiengang Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
ModulnameSignale und Systeme 2
Leistungspunkte5
VerpflichtungPflicht
ModulabschlussEinzelleistungen
Details zum Abschluss
Fachinformationen zu Fachnummer 1399 - allgemeine Informationen
Fachnummer1399
Fakultät
Fachgebietsnummer2111 (Nachrichtentechnik)
Fachverantwortliche(r)Prof. Dr. Martin Haardt
SpracheDeutsch
TurnusWintersemester
VorkenntnissePflichtfächer in den Semestern 1 bis 4
LernergebnisseDie in der Vorlesung 'Signale und Systeme 1' erlernten Methoden zur effizienten theoretischen Beschreibung von Signalen und Systemen werden in dieser weiterführenden Vorlesung deutlich erweitert. So wird den Studenten der Umgang mit der Laplace- und Z-Transformation vermittelt, um Verzweigungsnetzwerke bzw. Filter mit zeitkontinuierlicher bzw. zeitdiskreter Impulsantwort zweckmäßig analysieren zu können. Die Studenten werden in die Lage versetzt, mit Hilfe von Pol-Nullstellendiagrammen Aussagen über die Stabilität oder die Übertragungscharakteristik von Systemen machen zu können und solche zu entwerfen. In diesem Zusammenhang lernen die Studenten auch wichtige realisierbare Elementarsysteme kennen. Im Rahmen der Behandlung zeitdiskreter nichtrekursiver Systeme wird die Matrixdarstellung solcher Systeme vermittelt, durch welche die Hörer einen tiefen Einblick in die mit der Diskreten Fouriertransformation verbundenen Formalitäten bekommen. Weiterhin wird der Umgang mit komplexwertigen Tiefpass-Signalen und -Systemen vermittelt, so dass die Studenten die grundlegenden Fähigkeiten erwerben, um Bandpasssignale und -systeme effizient zu modellieren und zu analysieren.
Inhalt

Die vor Kapitel 2.3 liegenden Inhalte werden im Fach Signale und Systeme 1 behandelt.

2 Lineare Systeme

2.3 LTI-Systeme mit idealisierten und elementaren Charakteristiken

2.3.1 Tiefpässe
+ Idealer Tiefpaß
+ Kurzzeitintegrator (Spalttiefpaß)
- Beispiel 2.1: RC-Glied (Fortsetzung)
+ Idealer Integrator

2.3.2 Hochpässe

2.3.3 Bandpässe
+ Phasen- und Gruppenlaufzeit

2.3.4 Zeitdiskrete Systeme

2.3.5 Kammfilter
+ Kammfilter in der Tontechnik
- Beispiel 2.3: Kammfilter abgeleitet vom Spalttiefpaß
+ Diskrete Hochpässe als Kammfilter

2.3.6 Eigenschaften kausaler Systeme

2.3.7 Idealisierte Phasencharakteristiken

2.4 Lineare frequenzinvariante (LFI) Systeme
- Beispiel 2.2: Amplitudenmodulation (AM)

2.5 Zusammenhänge zwischen der Fourier-Transformation, der Laplace-Transformation und der Z-Transformation

2.5.1 Laplace-Transformation
- Beispiel 1.11: Einheitssprung (Fortsetzung)
+ Faltungssatz
+ Verschiebungssatz
+ Differentitationssatz

2.5.2 Z-Transformation (einseitige Z-Transformation)
+ Konvergenz der Z-Transformation
+ Verschiebungssatz
- Beispiel 2.4: Z-Transformation der Potenzreihe
+ Anwendung zur Analyse und Synthese zeitdiskreter Systeme: ZTransformation gebrochen rationaler Funktionen
- Beispiel 1.11: Einheitssprung (Fortsetzung)

2.6 Filter

2.6.1 Verzweigungsnetzwerk
+ Übertragungsfunktion
+ Sonderfälle
a) idealer Integrator (Laplace-Transformation)
b) ideales Verzögerungsglied (Z-Transformation)
+ Beispiele

2.6.2 Pole und Nullstellen in der p- und z-Ebene
+ Zusammenhang zwischen der p- und z-Darstellung
+ Zulässige PN-Lagen
+ Minimalphasensysteme
+ Allpaß-Konfigurationen
- Beispiel 2.5: Allpaß 1. Grades

2.6.3 Realisierbare Elementarsysteme für diskrete Systeme
+ Reeller Pol in der z-Ebene
+ Reelle Nullstelle in der z-Ebene

2.6.4 Zeitdiskrete rekursive (IIR) und nichtrekursive (FIR) Systeme
+ Rekursive IIR-Systeme
+ Nichtrekursive FIR-Systeme
+ Eigenschaften des inversen Systems

2.6.5 Matrixdarstellung von FIR Systemen
+ Effiziente Berechnung der linearen Faltung im Frequenzbereich
+ Eigenwerte und Eigenvektoren einer zyklischen Matrix

3 Komplexe Signale und Systeme (wird nach Kapitel 2.4 vorgezogen)
+ Klassifikation von Übertragungssystemen

3.1 Darstellung reeller Bandpaßsignale im Basisband
- Beispiel 3.1: Quadraturamplitudenmodulation (QAM)
+ Quadraturmodulator
+ Quadraturdemodulator
+ Hilberttransformation eines reellen Bandpaßsignals
+ alternative Realisierung des Quadraturdemodulators

3.2 Komplexwertige Systeme

3.3 Abtastung von Bandpaßsignalen

 

Medienformen

• Handschriftliche Entwicklung auf Präsenter und Präsentation von Begleitfolien, Folienscript und Aufgabensammlung im Copyshop oder online erhältlich, Literaturhinweise online.

Literatur
  • D. Kreß and D. Irmer: Angewandte Systemtheorie. Oldenbourg Verlag, München und Wien, 1990. 
  • S. Haykin: Communication Systems. John Wiley & Sons, 4th edition, 2001.
    A. Fettweis: Elemente nachrichtentechnischer Systeme. Teubner Verlag, 2. Auflage, Stuttgart/Leipzig, 1996.
    J. R. Ohm and H. D. Lüke: Signalübertragung. Springer Verlag, 8. Auflage, 2002.
    B. Girod and R. Rabenstein: Einführung in die Systemtheorie. Teubner Verlag, 2. Auflage, Wiesbaden, 2003.
    S. Haykin and B. V. Veen: Signals and Systems. John Wiley & Sons, second edition, 2003.
    T. Frey and M. Bossert: Signal- und Systemtheorie. Teubner Verlag Wiesbaden, 1. ed., 2004.
Lehrevaluation

Pflichtevaluation:

WS 2016/17 (Fach)

Freiwillige Evaluation:

WS 2008/09 (Vorlesung)

WS 2009/10 (Vorlesung)

WS 2010/11 (Vorlesung)

WS 2011/12 (Vorlesung)

WS 2012/13 (Vorlesung)

WS 2013/14 (Vorlesung)

WS 2014/15 (Vorlesung)

WS 2015/16 (Vorlesung)

WS 2017/18 (Vorlesung)

Hospitation:

Spezifik im Studiengang Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
FachnameSignale und Systeme 2
Prüfungsnummer2100017
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungPflicht
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 120 Minuten
Details zum Abschluss
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Master Mathematik und Wirtschaftsmathematik 2013 (AM), Bachelor Medientechnologie 2013
FachnameSignale und Systeme 2
Prüfungsnummer2100017
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungWahlpflicht
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 120 Minuten
Details zum Abschluss
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Bachelor Ingenieurinformatik 2013
FachnameSignale und Systeme 2
Prüfungsnummer2100017
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)34
Selbststudium (h)116
VerpflichtungWahlpflicht
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 120 Minuten
Details zum Abschluss
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008
FachnameSignale und Systeme 2
Prüfungsnummer2100017
Leistungspunkte4
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)75
VerpflichtungPflicht
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 120 Minuten
Details zum Abschluss
max. Teilnehmerzahl
Spezifik im Studiengang Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008, Bachelor Ingenieurinformatik 2008
FachnameSignale und Systeme 2
Prüfungsnummer2100017
Leistungspunkte4
Präsenzstudium (h)34
Selbststudium (h)86
VerpflichtungPflicht
Abschlussschriftliche Prüfungsleistung, 120 Minuten
Details zum Abschluss
max. Teilnehmerzahl

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modul- und Fachbeschreibungen durch den Modul- oder Fachverantwortlichen finden Sie auf den Infoseiten zum Modulkatalog.