Technische Universität Ilmenau

Analoge und digitale Filter - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Analoge und digitale Filter im Studiengang Bachelor Ingenieurinformatik 2013
Modulnummer200534
Prüfungsnummer2100873
FakultätFakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachgebietsnummer 2111 (Nachrichtentechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Martin Haardt
TurnusSommersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungWahlmodul
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 30 Minuten
Details zum Abschluss
Alternative Abschlussform aufgrund verordneter Corona-Maßnahmen inkl. technischer Voraussetzungen
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

Signale und Systme 2

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

Nachdem die Studierenden diese Veranstaltung besucht haben, können sie analoge und digitale Filter nach vorgegebenen Gütekriterien entwerfen und dimensionieren.

Sie können analoge Standardtiefpassfilter mathematisch beschreiben und modellieren und sind durch die Anwendung von Transformationen in der Lage, viele andere Typen von Analogfiltern sowie rekursive digitale Filter zu konzipieren.

Nach dem Besuch der Vorlesung können die Studierenden zudem digitale FIR-Filter mit Hilfe der Fenstermethode entwickeln und die Vor- und Nachteile gegenüber rekursiven Digitalfiltern benennen. Sie können technische Realisierungsprobleme erkennen und effiziente Umsetzungsmöglichkeiten wie Polyphasenimplementierungen beschreiben und modellieren.

Nach dem Seminar und den Matlab-Praktika haben die Studierenden ihre in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse anhand ausgewählter Beispiele vertieft.

Inhalt

Analoge Filter

  • Grundlagen
    • Phasen- und Gruppenlaufzeit, Dämpfung, Paley-Wiener-theorem, Laplace-Transformation, Minimalphasen- und Allpasskonfigurationen, Randbedingungen für den Dämpfungsverlauf

  • Filter 1. Ordnung
    • Tiefpass, Hochpass, Shelving-Tiefpass, Shelving-Hochpass, Allpass
  • Filter 2. Ordnung
    • Tiefpass, Hochpass, Bandpass, Notch-Filter, Notch-Tiefpass, Allpass
  • Standard Tiefpass Approximationen
    • Potenz-,  Tschebyscheff-, Cauer-, Besseltiefpass
  • Transformationen
    • Tiefpass-Hochpass-Transformation, Tiefpass-Bandpass-Transformation

Digitale Filter

  • Rekursive zeitdiskrete Filter
    • Bilinear-Transformation, Impulsinvariant-Methode, Einfluss der Quantisierung 
  • Entwurf von FIR-Filtern mit der Fenstermethode
    • Typen linearphasiger Filter, Standard-Fenster, Kaiser-Fenster Verhalten an Sprungstellen
  • effiziente Implementierungen von FIR-Filtern
    • Implementierung mit Hilfe der FFT, Polyphasen-Implementierungen

Medienformen und technische Anforderungen bei Lehr- und Abschlussleistungen in elektronischer Form

handschriftliche Tafelentwicklung, Präsentation von Begleitfolien (Overheadprojektor/Beamer), Folienskript und Aufgabensammlung Online und im Copyshop erhältlich, Filterentwicklung und Analyse mit Matlab

Literatur

  • L. D. Paarmann, Design And Analysis of Analog Filters: A Signal Processing Perspective. Kluwer Academic Publishers, 2001.
  • D. Kreß and D. Irmer, Angewandte Systemtheorie. Oldenbourg Verlag, M¨unchen und Wien, 1990.
  • O. Mildenberger, Entwurf analoger und digitaler Filter. Vieweg, 1992.
  • R. Schaumann and Mac E. Van Valkenburg, Design of Analog Filters. Oxford University Press, 2001.
  • A.V. Oppenheim and R.W. Schafer, Zeitdiskrete Signalverarbeitung. R. Oldenbourg Verlag, 1999.
  • K.D. Kammeyer and Kristian Kroschel, Digitale Signalverarbeitung. Vieweg + Teubner, 2009.
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