DSP-1-Einfhrung 1

Digital Signal ProcessingDigitale Signalverarbeitung

VO 2 182.080, LU 1 182.079

www.soc.tuwien.ac.at/courses/dsp

Herbert GrnbacherInstitut fr Technische Informatik (E182)

gruenbacher@tuwien.ac.at

http://www.soc.tuwien.ac.at/courses/dsp

DSP-1-Einfhrung 2

Organisatorisches

Bitte LVen in TUWIS++ abonnieren.

DSP-1-Einfhrung 3

Tag Uhrzeit Hrsaal Do, 06.10.2005 12:00 bis 15:00 EI 5 Hochenegg HS Do, 13.10.2005 13:00 bis 16:00 EI 5 Hochenegg HS Do, 20.10.2005 12:00 bis 15:00 Vortmann HS, GM 3 Do, 27.10.2005 12:00 bis 14:00 Vortmann HS, GM 3 Do, 03.11.2005 12:00 bis 15:00 Vortmann HS, GM 3 Do, 10.11.2005 12:00 bis 15:00 Vortmann HS, GM 3 Do, 17.11.2005 12:00 bis 14:30 Vortmann HS, GM 3 Do, 24.11.2005 12:00 bis 15:00 Vortmann HS, GM 3 Do, 01.12.2005 12:00 bis 15:00 EI 10 Fritz Paschke HSDo, 15.12.2005 12:00 bis 15:00 EI 10 Fritz Paschke HS(Do, 12.01.2006 12:00 bis 15:00 EI 5 Hochenegg HS)

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DSP bung

Hausbung Beispiele werden in VO ausgegeben und

auf der Web-Seite bekannt gemacht. Lsungen zur mndlichen Prfung

mitbringen bung im Labor wird bekannt gegeben Prfungstermine in TUWIS++

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Fr die Berechnungen von DSP-Aufgaben wird MATLAB verwendet. Neben der Basisinstallation ist noch die Toolbox Signal Processing erforderlich. Fr praktische Filterberechnungen und Implementierungen ist die Toolbox Filter Design unerlsslich, die aber weit ber den Stoff der Lehrveranstaltung hinausgeht.

Matlab (inkl. Simulink) kann als Studentenlizenz zum Preis von 87, unter folgender Adresse bezogen werden:

https://www.academic-center.at/cgi-bin/product/P13511

Die Toolboxen knnen direkt von MathWorks bezogen werden. Einen berblick ber alle Matlab-Toolboxen finden Sie unter:http://www.mathworks.com/academia/student_version/companion.html

Der Preis fr die Signal Processing Toolbox (und die Control System Toolbox) ist $ 29,, alle anderen Toolboxen kosten $ 59,.Die Toolboxen knnen ber folgende Adresse bestellt werden:

http://www.mathworks.com/store/platformReleaseStuSubmit.do

https://www.academic-center.at/cgi-bin/product/P13511http://www.mathworks.com/academia/student_version/companion.htmlhttp://www.mathworks.com/store/platformReleaseStuSubmit.do

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(Digital) Signal (Processing)

SignalEine sich verndernde physikalische Gre die bearbeitet, gespeichert und bertragen werden kann, z.B. Sprache, Audio, Video, Temperatur

DSP-1-Einfhrung 7

Signaldarstellung

Signale knnen in den verschiedensten Formen und Darstellungen auftreten, z.B. Sprache/akustisches Signal ==> Mikrophon/elektrisches Signal ==>Magnetisierung/magnetisches Signal;Zahlenfolge/digitales Signal (CD)

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Zusammensetzung von Signalen

Impulsfunktion Darstellung im Zeitbereich Fourier-Reihe,

FouriertransformationDarstellung im Frequenzbereich bzw.Spektraldarstellung

Fourier-DemoJean Baptiste Joseph Baron de Fourier, 1768 - 1830

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Processing / System

Ein System ist eine Einrichtung, die Signale beeinflussen, ndern, aufzeichnen, wiedergeben, bertragen kann, z.B. CD-Spieler

Systeme arbeiten mit Signalen und erzeugen neue Signale oder neue Signaldarstellungen.

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Digital

Darstellung durch Zahlen, d.h. numerische Darstellung einer Gre. Abtastung: Quantisierung im Zeitbereich Digital: Quantisierung im Amplitudenbereich

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Abtasttheorem

Abtast-Theorem eingehalten (Audio) Abtast-Theorem nicht eingehalten

(Audio)

Abtast-Theorem nicht eingehalten(Video)

DSP-1-Einfhrung 12

Darstellung

Signale und Systeme werden in mathematischer Form dargestellt.

Damit ist die Beschreibung und das Verstndnis von Signalen und Systemen mglich und der

Entwurf und die Implementierung von Systemen, die eine gewnschte Eigenschaft haben.

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3 point running averagen n < -2 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 n > 7x[n] 0 0 0 2 4 6 4 2 0 0 0 0y[n] 0 0 0 2/3 2 4 14/3 4 2 2/3 0 0

13

13

13

[0] ( [0] [ 1] [ 2])[1] ( [1] [0] [ 1])

...[ ] ( [ ] [ 1] [ 2])

y x x xy x x x

y n x n x n x n

= + +

= + +

= + +

-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 70

2

4

63-Punkt Mittelwertfilter

Eingangssignal

-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 70

1

2

3

4

5

Ausgangssignal

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Finite Impulse Response FilterNichtrekursive Filter

Input Output

[ ] { [ ]}y n x n= [ ]x n

General purpose Prozessor Signalprozessor Hardware

Discrete-Time System

{ }

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Allgemeines FIR Filter

1 1 13

0

3 3

[ ] [ ]

Ordnung des Filters M,Zahl der Filterkoeffizien

z

ten: Lnge des Filter

.B.: [ ] [ ] [ 1] [ 2]

s 1

M

kk

y n x n x

y n b x n k

L M

n x n

=

= +

=

+

+

=

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Unterlagen zur Vorlesung

Folien,Text und Beispiele www.soc.tuwien.ac.at/courses/dsp

DSP FIRSTJ.A. McClellan, R.W. Schafer, M.A. YoderPrentice HallPreis des Buches 55,

http://www.soc.tuwien.ac.at/courses/dsp

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Ein Bitte zum Abschluss

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