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Digitale Signalverarbeitung

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Digitale Signalverarbeitung
Modulbezeichnung (engl.): Digital Signal Processing with  FPGA  Implementation
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Elektrotechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2012
Code: E1514
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P200-0005
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
3V+1U (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 5
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur

[letzte Änderung 10.02.2013]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

E1514 (P200-0005) Elektrotechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2012 , 5. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
E1105 Digitaltechnik
E1410 Signal- und Systemtheorie


[letzte Änderung 14.07.2016]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
E1611 Digitale Übertragungssysteme


[letzte Änderung 05.05.2013]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Martin Buchholz
Dozent:
Prof. Dr. Martin Buchholz


[letzte Änderung 14.07.2016]
Lernziele:
Nach erfolgreichem Abschluss ist der Studierende in der Lage die digitale Signalverarbeitung und Analyse von nachrichtentechnischen Signalen und Systemen durchzuführen. Er kennt die verschiedenen Strukturen zeitdiskreter Systeme und kann sie mit Hilfe der diskreten Fourier-Transformation und der z-Transformation analytisch untersuchen. Er ist befähigt, ausgehend von einer geforderten Filterspezifikation, digitale, rekursive und nicht-rekursive Filter zu entwickeln. Der Studierende ist außerdem in der Lage die Algorithmen zu simulieren und in einem FPGA zu implementieren. Er hat Kenntnisse über den Design Flow zur echtzeitfähigen Realisierung digitaler Algorithmen.

[letzte Änderung 20.04.2016]
Inhalt:
1. Einleitung, Motivation
2. Grundlagen
Ideale und reale Abtastung, Abtasttheorem, Praktische Gesichtspunkte der Abtastung
3. Zeitdiskrete Signale und Systeme
Diskrete Faltung, FIR- und IIR-Systeme
4. Strukturen zeitdiskreter Systeme
5. Darstellung zeitdiskreter Signale und Systeme im Frequenzbereich
6. Die z-Transformation
7. Entwurf rekursiver, digitaler Filter
8. Entwurf nicht-rekursiver, digitaler Filter
9. Model-based Implementierung digitaler Algorithmen in einem FPGA
 
Zu allen Kapitel werden Übungen angeboten. Parallel zum Theorieteil werden im PC Raum digitale Algorithmen mit einem geeigneten Software Tool (SPW von Synopsys)simuliert und für die Realisierung in einem FPGA (Field Programable Gate Array) vorbereitet.

[letzte Änderung 20.04.2016]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Skript, Beamer, PC-Raum, EDA Simulations-Tools (Matlab und SPW)

[letzte Änderung 20.04.2016]
Literatur:
Brigham, E.O.: FFT Anwendungen, Oldenbourg, 1997
Goetz, H.: Einführung in die digitale Signalverarbeitung, Teubner, 1998
Hoffmann, J.; Quint F.: Signalverarbeitung mit Matlab und Simulink, Oldenbourg, 2007
Kammeyer, K.-D.; Kroschel K.: Digitale Signalverarbeitung – Filterung und Spektralanalys, Teubner
Oppenheim, A. V.; Schafer, R. W.: Zeitdiskrete Signalverarbeitung, Oldenbourg, 1999
Stearns, S.D.; Hush D.R.: Digitale Verarbeitung analoger Signale, Oldenbourg, 1999
von Grünigen, D. Ch.: Digitale Signalverarbeitung, Carl Hanser, 2004
Werner, M.: Digitale Signalverarbeitung mit Matlab, Intensivkurs mit 16 Versuchen, Vieweg, 2006

[letzte Änderung 14.04.2013]
[Mon May 29 14:33:46 CEST 2023, CKEY=edsb, BKEY=e2, CID=E1514, LANGUAGE=de, DATE=29.05.2023]