Inhalt

Digitale Signalverarbeitung ist heutzutage elementarer Bestandteil vieler technischer Systeme. Dabei wiederum ist die Filterung digitaler Signale eine häufig auftretende Teilaufgabe. Das Ziel dieser Veranstaltung ist es, grundlegende Kenntnisse der Auswahl, Auslegung und Implementierung hierfür geeigneter Filterstrukturen (dargestellt in Form von Signalflussgraphen) zu vermitteln. Hierzu ist es erforderlich, die prinzipiellen Beschränkungen und Möglichkeiten der Strukturen selber ebenso wie der angewandten Entwurfsverfahren kennen zu lernen.

Nach einer kurzen Einführung und einer Wiederholung bekannter Aspekte der Analyse gegebener Filterstrukturen diskutiert die Veranstaltung Synthesemöglichkeiten. Neben üblichen Standardstrukturen liegt ein Schwerpunkt hierbei auf Wellendigitalfiltern, die sich als spezielle digitale Nachbildungen passiver Analogfilter durch besondere Stabilitäts- und Empfindlichkeitseigenschaften auszeichnen.

Als besonders geeignetes Hilfsmittel zum weitgehend einschränkungsfreien Entwurf rekursiver Brückenstrukturen lernen die Studierenden die charakteristische Funktion kennen. Es wird gezeigt, wie hiermit klassische Entwurfsverfahren in analytischer Form durchgeführt werden können. Als Ansatz für ein iteratives Entwurfsverfahren wird der Remezalgorithmus im Zusammenhang mit exakt linearphasigen nichtrekursiven Filtern sowie mit näherungsweise linearphasigen rekursiven Filtern diskutiert. Abschließend dient das Notch-Filter als exemplarisches Filter für Spezialanwendungen.

Als Präsentationsmaterial zu dieser Veranstaltung steht eine umfangreiche Sammlung von Beamer-Folien zur Verfügung. Diese ist nicht ausschließlich zur Vermittlung der eigentlichen Lerninhalte gedacht, sondern geht gelegentlich hierüber hinaus und soll dann als kompakte Referenz für zum Teil in der Fachliteratur nur schwer zu findende Details dienen. Die Präsentation der Lerninhalte wird durch Matlab-Übungen begleitet.