Einführung in die digitale Signalverarbeitung

Die Bedeutung der digitalen Signalverarbeitung ist in den letzten Jahren besonders in der Kommunikations- und Informationstechnik sowie der Meß- und Automatisierungstechnik weiterhin stark gestiegen. Auf Grund der hohen erreichbaren Präzision beim Einsatz kostengünstiger digitaler Signalprozessoren und spezifischer integrierter Schaltkreise tritt sie heute immer häufiger an die Stelle analoger Verfahren. Das Lehrbuch stellt in verständlicher Weise die Eigenschaften der wichtigsten Strukturen und Algorithmen zur Filterung, Spektralanalyse, Modulation und Demodulation dar. Neuartige, in der Analogtechnik unbekannte Effekte und Möglichkeiten werden beschrieben. - Hingewiesen wird auch auf drei unter Mitarbeit des Verfassers erstellte preisgünstige Entwurfs- und Simulationssoftwarepakete, mit denen sich die im Buch besprochenen Verarbeitungsverfahren unter Bedingungen begrenzter Wortlänge am PC demonstrieren lassen.

1. Analoge Signale und Systeme. - 1. 1 Fourierreihe. - 1. 2 Fouriertransformation. - 1. 3 Laplacetransformation. - 1. 4 Faltung. - 1. 5 Korrelation. - 2. Beschreibung digitaler Signale und Systeme im Zeitbereich. - 2. 1 Blockschaltbild einer digitalen Signalverarbeitung. - 2. 2 Abtastung und Quantisierung. - 2. 3 Diskrete Faltung. - 2. 4 Diskrete Korrelation. - 2. 5 Differenzengleichung. - 3. Beschreibung digitaler Signale und Systeme im Frequenzbereich. - 3. 1 z-Transformation zeitdiskreter Signale. - 3. 2 Übertragungsfunktion und Frequenzgang linearer, zeitinvarianter, zeitdiskreter Systeme. - 3. 3 Diskrete Fouriertransformation. - 3. 4 Schnelle Fouriertransformation. - 3. 5 Schnelle Faltung und schnelle Korrelation. - 3. 6 Satz von Parseval. - 4. Rekursive digitale Filter. - 4. 1 Direktstruktur. - 4. 2 Kaskadenstruktur. - 4. 3 Parallelstruktur. - 4. 4 Überblick über den Entwurf rekursiver digitaler Filter. - 4. 5 Impulsinvariante Transformation. - 4. 6 Grundlagen der Bilineartransformation. - 4. 7 Frequenztransformation analoger Filter. - 4. 8 Blöcke 1. und 2. Grades. - 4. 9 Frequenztransformation digitaler Filter. - 4. 10 Skalierung. - 4. 11 Allpässe. - 5. Nichtrekursive digitale Filter. - 5. 1 Überblick. - 5. 2 Eigenschaften nichtrekursiver digitaler Filter mit linearem Phasengang. - 5. 3 Entwurf von nichtrekursiven digitalen Filtern mit linearem Phasengang mittels Fourierapproximation (Fensterverfahren). - 5. 4 Numerische Fourierapproximation (Fensterverfahren) mittels schneller Fouriertransformation. - 5. 5 Frequenztransformation von FIR-Filtern. - 6. Kreuzgliedstrukturen und Wellendigitalfilter. - 6. 1 Kreuzgliedstrukturen. - 6. 2 Grundlagen der Wellendigitalfilter. - 6. 3 Brücken-Wellendigitalfilter. - 7. Effekte begrenzter Wortlänge und Algorithmen. - 7. 1 Binäre Zahlendarstellung und Arithmetik. - 7. 2Koeffizientenquantisierung. - 7. 3 Rundungsrauschen und Grenzzyklusschwingungen. - 7. 4 Berechnung von Betrag und Phase. - 7. 5 Berechnung des Logarithmus. - 7. 6 Sinusgenerator. - 8. Multiraten- und Quadratur-Signalverarbeitung. - 8. 1 Dezimierung und Interpolation. - 8. 2 Aufwandsarme FIR-Strukturen von Dezimatoren und Interpolatoren. - 8. 3 Quadraturverarbeitung von Bandpaßsignalen. - 8. 4 Quadraturverarbeitung analoger Modulation. - 8. 5 Quadraturverarbeitung digitaler Modulation. - Literatur.