Lehrstuhl für
Multimediakommunikation und Signalverarbeitung
Prof. Dr.-Ing. André Kaup

Signale und Systeme I

Dozent:Prof. Dr.-Ing. André Kaup
Übungsleiter:Dr.-Ing. Jürgen Seiler
Typ:Vorlesung
Sprache der Veranstaltung:Deutsch
Termin Vorlesung:Di 12:15-13:45 HG*
Do 12:15-13:45 H9*
Termin Tutorium:Di 18:15-19:45 H5*
Mo 10:15-11:45 H10*
Mo 12:15-13:45 H5*
Fr 8:15-9:45 H10*
Leistungspunkte:5 ECTS
Stunden (Vorlesung):2,5
Stunden (Übung):1,5
Voraussetzungen:Grundlagenvorlesungen Elektrotechnik

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Aktuelles

Inhalt

Die Lehrveranstaltung führt in die Beschreibung von kontinuierlichen Signalen und kontinuierlichen zeitinvarianten linearen Systemen ein. Zunächst werden elementare kontinuierliche Signale, der Delta-Impuls, das Faltungsintegral und die Korrelation von Signalen erläutert. Anschließend wird die Frequenzbereichsdarstellung von Signalen mit Hilfe der Fourier- und der Laplace-Transformation eingeführt, einschließlich der Theoreme und Korrespondenzen dieser Transformationen. Es folgt die Beschreibung von kontinuierlichen linearen zeitinvarianten Systemen im Zeitbereich durch Impulsantwort und Faltung, Differentialgleichungen und die Zustandsraumdarstellung. Die Systembeschreibung im Frequenzbereich durch Eigenfunktionen, Übertragungs- und Systemfunktion und Zustandsraumdarstellung wird erläutert, ebenso wie die Betrachtung von kontinuierlichen linearen zeitinvarianten Systemen mit Anfangsbedingungen. Nach der Vorstellung von linearphasigen, minimalphasigen, idealisierten Systemen und Allpässen werden Kausalität und Hilbert-Transformation, Stabilität und rückgekoppelte Systeme diskutiert. Die Vorlesung schließt mit der Betrachtung von Abtastsystemen und dem Abtasttheorem für Tiefpass- und Bandpasssignale.

Hinweis:
Das Modul "Signale und Systeme I" hat ab dem WS 2010/2011 einen gegenüber den Vorjahren geänderten Inhalt und Umfang. Die Lehrveranstaltung umfasst jetzt ausschließlich die Beschreibung von kontinuierlichen Signalen und Systemen, der Umfang des Moduls beträgt 5 ECTS. Die Lehrveranstaltung ist ein Pflichtmodul in den Bachelor-Studiengängen Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik, Informations- und Kommunikationstechnik, Wirtschaftsingenieurwesen (Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme) und Medizintechnik (Vertiefung Elektrotechnik/Informationstechnik/Informatik)

Die Lehrveranstaltung ist komplementär zum Modul "Signale und Systeme II" über diskrete Signale und Systeme konzipiert und ist für Studierende mit Studienbeginn im Wintersemester im dritten Bachelorsemester vor dem Modul "Signale und Systeme II" vorgesehen. Für Studierende mit Studienbeginn im Sommersemester ist es vorgesehen, das Modul "Signale und Systeme I" im vierten Bachelorsemester und damit nach der Lehrveranstaltung "Signale und Systeme II" zu hören.

Voraussetzungen

In der Lehrveranstaltung werden grundlegende Kenntnisse über Stromkreise mit Widerstand, Kapazität und Induktivität vorausgesetzt, ebenso Kenntnisse über komplexe Zeiger und Übertragungseigenschaften einfacher linearer Netzwerke. Diese können beispielsweise durch die beiden Module "Grundlagen der Elektrotechnik I" und "Grundlagen der Elektrotechnik II" oder durch die Kombination der Module "Einführung in die Informations- und Kommunikationstechnik" und "Elektronik und Schaltungstechnik" erworben werden. Für Studenten ohne diese Vorlesungen (beispielsweise im Studiengang Computational Engineering) können die notwendigen Vorkenntnisse auch im Selbststudium anhand der Kapitel 2 über Physikalische Grundlagen elektrischer Schaltungen und Kapitel 3 über Passive Netzwerke aus dem Buch von Oehme, Huemer, Pfaff, "Elektronik und Schaltungstechnik", Hanser Verlag, München 2007 erworben werden.

Unterlagen

Die für die Vorlesung benötigten Unterlagen finden Sie bei StudOn zum Download.

Literatur

Das Buch zur Vorlesung: B. Girod, R. Rabenstein, A. Stenger, Einführung in die Systemtheorie, B. G. Teubner Verlag, Stuttgart

Prüfung

Die Vorlesung wird mit einer Prüfung im Umfang von 90 Minuten abgeschlossen. Für die Prüfung ist als Hilfsmittel eine handgeschriebene Formelsammlung vom Umfang eines DIN A4 Blattes (zweiseitig) und ein nichtprogrammierbarer Taschenrechner zugelassen. Eine maschinell erstellte Formelsammlung ist nicht zugelassen. Die Tabellen zur Laplace- und Fourier-Transformation werden in der Prüfung zur Verfügung gestellt.