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Signale und Systeme I (SISY I)5 ECTS (englische Bezeichnung: Signals and Systems I)
(Prüfungsordnungsmodul: Signale und Systeme I)
Modulverantwortliche/r: André Kaup Lehrende:
André Kaup, Jürgen Seiler
Startsemester: |
WS 2020/2021 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Signale und Systeme I
(Vorlesung, 2,5 SWS, André Kaup, Di, 16:15 - 17:45, H9; Mi, 12:15 - 13:45, H9; Die Vorlesung wird semesterbegleitend im Hörsaal aufgezeichnet und im Videoportal der FAU zur Verfügung gestellt)
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Übung zu Signale und Systeme I
(Übung, 1,5 SWS, Frank Sippel, Mi, 12:15 - 13:45, H9; Die Übung wird aufgezeichnet und im Videoportal der FAU zur Verfügung gestellt.)
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Tutorium zu Signale und Systeme I (optional)
(Tutorium, 1 SWS, Simon Grosche)
Empfohlene Voraussetzungen:
Modul „Grundlagen der Elektrotechnik I+II“ oder Module „Einführung in die IuK“ sowie „Elektronik und Schaltungstechnik“
Inhalt:
Kontinuierliche Signale
Elementare Operationen, Delta-Impuls, Energie und Leistung, Skalarprodukt und Orthogonalität, Faltung und Korrelation
Fourier-Transformation
Definition, Symmetrien, inverse Transformation, Sätze und Korrespondenzen
Laplace-Transformation
Definition, Eigenschaften und Sätze, Inverse Transformation, Korrespondenzen
Kontinuierliche LTI-Systeme im Zeitbereich
Impulsantwort, Sprungantwort, Beschreibung durch Differentialgleichungen, Direktformen, Zustandsraumdarstellung, äquivalente Zustandsraumdarstellungen, Transformation auf Diagonalform
Kontinuierliche LTI-Systeme im Frequenzbereich
Eigenfunktionen, Systemfunktion und Übertragungsfunktion, Verkettung von LTI-Systemen, Zustandsraumbeschreibung im Frequenzbereich
Kontinuierliche LTI-Systeme mit Anfangsbedingungen
Lösung mit der Laplace-Transformation, Lösung über die Zustandsraumbeschreibung, Zusammenhang zwischen Anfangswert und Anfangszustand
Kontinuierliche LTI-Systeme mit speziellen Übertragungsfunktionen
Reellwertige Systeme, verzerrungsfreie Systeme, linearphasige Systeme, minimalphasige Systeme und Allpässe, idealer Tiefpass und idealer Bandpass
Kausalität und Hilbert-Transformation
Kausale kontinuierliche LTI-Systeme, Hilbert-Transformation, analytisches Signal
Stabilität und rückgekoppelte Systeme
Übertragungsstabilität, kausale stabile kontinuierliche LTI-Systeme, Stabilitätskriterium von Hurwitz, rückgekoppelte Systeme
Abtastung und periodische Signale
Delta-Impulskamm und seine Fourier-Transformierte, Fourier-Transformierte periodischer Signale, Abtasttheorem, ideale und nichtideale Abtastung und Rekonstruktion, Abtastung im Frequenzbereich
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
analysieren kontinuierliche Signale mit Hilfe der Fourier- und Laplace-Transformation
bestimmen die Impulsantwort, Direktformen und Zustandsraumdarstellung für kontinuierliche lineare zeitinvariante Systeme
berechnen System- und Übertragungsfunktionen für kontinuierliche lineare zeitinvariante Systeme
analysieren die Eigenschaften von kontinuierlichen linearen zeitinvarianten Systemen aufgrund der Zeit- und Frequenzbereichsbeschreibung
stufen kontinuierliche lineare zeitinvariante Systeme an-hand ihrer Eigenschaften Verzerrungsfreiheit, Linearphasigkeit und Minimalphasigkeit ein
bewerten Kausalität und Stabilität von kontinuierlichen linearen zeitinvarianten Systemen
beurteilen die Effekte und Grenzen einer Abtastung von kontinuierlichen Signalen
Literatur:
B. Girod, R. Rabenstein, A. Stenger, „Einführung in die Systemtheorie“, Wiesbaden: Teubner-Verlag, 2005
Weitere Informationen:
www: https://www.studon.fau.de/crs98280.html
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Informations- und Kommunikationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Bachelorprüfung - Pflichtmodule | Signale und Systeme I)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science)", "Berufspädagogik Technik (Master of Education)", "Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)", "Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)", "Energietechnik (Master of Science)", "Informatik (Bachelor of Science)", "Informatik (Master of Science)", "Mathematik (Bachelor of Science)", "Medizintechnik (Bachelor of Science)", "Technomathematik (Bachelor of Science)", "Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
Signale und Systeme I (Prüfungsnummer: 26801)
(englischer Titel: Signals and Systems I)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: SS 2021
- Termin: 22.02.2021, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 13.10.2021, 08:00 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 21.02.2022, 08:00 Uhr, Ort: BASPH
Termin: 12.10.2022
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