Digitale Filter

Theorie, Entwurf, Realisierung

In Zusammenarbeit mit dem VDE-Bezirksverein Württemberg e.V. (VDE)

Auf einen Blick

3 Tages-Seminar
19.09.2017 - 21.09.2017
8:45 Uhr
in Ostfildern
Preis: 1.360 EUR(MwSt.-frei)

bis zu 50% Zuschuss möglich!

Veranstaltung Nr. 32733.00.023


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Referent:
Dr.-Ing. S. A. Azizi
München

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Beschreibung

Digitale Filterung ist ein Konzept der digitalen Signalverarbeitung, das in nahezu allen technischen – aber nicht nur technischen – Gebieten Anwendung findet. Die entsprechenden Methoden lassen sich über den Anwendungsbereich der Signalfilterung hinaus auch zur Analyse und Synthese allgemeiner Systeme und ebenso gut zur Simulation realer Systeme heranziehen.

Digitale Filter werden in zwei Klassen eingeteilt: die rekursiven (rückgekoppelten) Filter (IIR-Filter) und die nichtrekursiven (nicht rückgekoppelten) Filter (FIR-Filter). Gegenstand des Seminars sind Methoden der Beschreibung, des Entwurfs und der Realisierung digitaler Filter.

Damit der Einstieg in die Materie einfach ist, werden die Themen im ersten Schritt anschaulich dargestellt. Diesem Schritt folgt eine anwendungsorientierte systemtheoretische Vertiefung in die Materie. Damit Sie später auf diesem Gebiet selbstständig arbeiten können, werden die mathematischen und analytischen Zusammenhänge hinreichend detailliert behandelt und mit Beispielen verdeutlicht.

Ziel des Seminars

Das Seminar bietet einen umfassenden Einblick in die Technik der digitalen Filterung. Am ersten Tag werden die allgemeinen Grundlagen, Begriffe und Konzepte aus der analogen Filtertechnik wiederholt, damit Sie Anknüpfungspunkte für Ihre Kenntnisse über die herkömmliche Filtertechnik finden. Schwerpunkt des zweiten Tages bilden die nichtrekursiven Filter. Hier nimmt das Thema Linearphasigkeit einen breiten Raum ein. Der dritte Tag hat rekursive Filter zum Gegenstand. Der Themenkomplex „Probleme der Wortlängenbegrenzung“ erfährt eine ausführliche Behandlung.

Die Themen werden anhand zahlreicher Demonstrationen am PC anschaulich vermittelt. Sie haben die Möglichkeit, den erlernten Stoff am PC einzuüben.

Voraussetzungen
Grundlegende mathematische Kenntnisse zum Beispiel über Polynome, Funktionen, Differentiation und Integration werden vorausgesetzt. Weiterführende Konzepte werden Ihnen im Laufe des Seminars leicht verständlich vermittelt.

Sie erhalten Qualität
Das Qualitätsmanagementsystem der Technischen Akademie Esslingen
ist nach DIN EN ISO 9001 und AZAV zertifiziert.

Teilnehmerkreis

Dieses Seminar richtet sich an all diejenigen, die sich für das Thema interessieren: Ingenieure, Informatiker und Naturwissenschaftler, auch Interessierte ohne Hochschulstudium.
Die Teilnehmerzahl ist begrenzt.

Seminarthemen im Überblick

Dienstag, 19. September 2017
8.45 bis 12.00 und 13.30 bis 16.45 Uhr

Allgemeine Grundlagen

Einleitung
> Überblick über die Methoden des Entwurfs und der Realisierung digitaler Filter
> Fourier-Transformation: Fourier-Reihe, Fourier-Integral
> Fourier-Transformation zeitdiskreter Signale
> Abtasttheorem
> Laplace-Transformation
> z-Transformation

Begriffe aus der kontinuierlichen System-, Filtertheorie
> Faltungsoperation
> Faltungstheorem
> Systemgleichung
> System-, Übertragungsfunktion
> Pol/Nullstellendarstellung der Übertragungsfunktion
> Amplituden-, Phasenfrequenzgang
> Phasen-, Gruppenlaufzeit
> Netzwerke aus konzentrierten Bauelementen

Zeitdiskrete Systeme

Beschreibung zeitdiskreter Systeme im Zeit-/Frequenzbereich
> Einheitimpulsantwort
> diskrete Faltung
> Differenzengleichung
> rekursive und nichtrekursive Systeme
> zeitdiskrete Netzwerke
> System-, Übertragungsfunktion zeitdiskreter Systeme, Pol/Nullstellendarstellung der Übertragungsfunktion
> Amplituden-, Phasenfrequenzgang
> Phasen-, Gruppenlaufzeit

Mittwoch, 20. September 2017
8.45 bis 12.00 und 13.30 bis 16.45 Uhr

Nichtrekursive Filter (FIR-Filter)

Spezielle Eigenschaften nichtrekursiver Filter
> Systemgleichung
> Impulsantwort
> Übertragungsfunktion
> Pol/Nullstellenkonfiguration
> Linearphasigkeit
> Minimalphasigkeit

Entwurfsverfahren für nichtrekursive Filter
> Anwendung von Fensterfunktionen
> Frequenzabtastung
> Tschebyscheff-Verfahren

Strukturen nichtrekursiver Filter
> Transversalstruktur
> Strukturen linear phasiger FIR-Filter
> Polyphasen-Struktur
> Kaskadenstruktur
> Lattice-Struktur
> Multiraten-Implementierung von FIR-Filtern
> Dezimationsfilter
> Interpolationsfilter
> Anwendung: Abtastraten-Konverter
> Interpolierte FIR-Filter
> Warped FIR-Filter

Probleme der Wortlängenbegrenzung
> Festkomma-, Gleitkommaarithmetik
> Koeffizienten-Empfindlichkeit
> Überlaufsverzerrungen
> Rundungsfehler

Übungen am PC

Donnerstag, 21. September 2017
8.45 bis 12.00 und 13.30 bis 16.45 Uhr

Rekursive Filter (IIR-Filter)

Spezielle Eigenschaften rekursiver Filter
> Systemgleichung
> Impulsantwort
> Übertragungsfunktion
> Pol/Nullstellenverteilung
> Stabilität
> Minimal-, Maximalphasigkeit
> rekursive Filter 1. und 2. Ordnung (Biquadfilter)
> rekursive Filter höherer Ordnung
> Vergleich mit nichtrekursiven Filtern

Entwurfsverfahren für rekursive Filter
> impulsinvariantes Verfahren
> bilineare Transformation
> Allpass-Transformation
> iterative Entwurfsverfahren im z-Bereich Klassische Strukturen rekursiver Filter
> Direktstrukturen
> Kaskadenstruktur
> Parallelstruktur

Probleme der Wortlängenbegrenzung
> Koeffizientenempfindlichkeit
> Überlaufsprobleme
> Skalierungsstrategien
> Grenzzyklen, Rundungsrauschen
> Optimierung der Kaskadenstruktur bez. Signal/Rauschabstand und Dynamikbereich

Überblick über weitere Strukturen rekursiver Filter
> Gitter- und Kettenleiterstruktur
> Allpassbasierte Strukturen geringer Koeffizienten-Empfindlichkeit
> rundungsfehlerrobuste Strukturen für Biquadfilter mit Error-Feedback (Noise-Shaping)
> wellendigitale Filter
> Warped IIR-Filter

Übungen am PC

Programmierung und Realisierung auf Prozessoren
> Programmierung digitaler Filter C, Matlab, Octave und Scilab
> Überblick über Signalprozessoren
> Realisierung von FIR-, IIR-Filtern auf Mikro- und Signalprozessoren und DSPs für Embedded Systems

Verschiedenes
> Überblick über industrielle DSP-Anwendungen
> Überblick über neuere Entwicklungen
> Ausblick

Referenten

Dr.-Ing. S. A. Azizi
Advanced Signal Processing Consultant, München

Termine & Preise

Extras
Die Seminarteilnahme beinhaltet Verpflegung und ausführliche Seminarunterlagen.

Die Teilnehmerzahl ist auf 10 Teilnehmer begrenzt, um den optimalen Lernerfolg zu garantieren.

Kosten
Die Kosten betragen pro Teilnehmer 1.360 EUR(MwSt.-frei), inklusive aller Extras.

Fördermöglichkeiten
Für dieses Seminar stehen Ihnen verschiedene Fördermöglichkeiten zur Verfügung.
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Die nächsten Termine

Datum / Uhrzeit Seminartitel Ort Preis
19.09.2017, 8:45 Uhr Digitale Filter Ostfildern$$ortdetail$$ 1.360 EUR
06.02.2018, 8:45 Uhr Digitale Filter Ostfildern$$ortdetail$$ 1.360 EUR

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