Difference between revisions of "Signal Representation"

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Im Mittelpunkt dieses ersten Buches steht die mathematische Beschreibung der in der Nachrichtentechnik auftretenden Signale, die alternativ im Zeit- oder Frequenzbereich erfolgen kann.
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===Brief summary===
  
Die ausschließlich für kausale Signale und Systeme anwendbaren Spektraltransformationen wie zum Beispiel Laplacetransformation, z-Transformation und Hilberttransformation werden in diesem Buch nicht behandelt. Hier sei auf das Buch [[Lineare_zeitinvariante_Systeme|Lineare zeitinvariante Systeme]] verwiesen.
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{{BlueBox|TEXT=The book focuses on the mathematical description of typical signals in Communications Engineering,  which can be done alternatively in the time or frequency domain:
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# Components of communication systems and classification of different signals.
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# The Fourier series for the description of periodic signals  with the special case  »harmonic oscillation«  and the limiting case  »direct current signal«.
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# The laws of the Fourier transform for describing aperiodic  $($impulsive$)$  signals and their spectra;  first and second Fourier integral.
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# Peculiarities of band-pass signals and their description by the analytical signal and the equivalent low-pass signal.  
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# Discrete Fourier transform for the description of discrete-time signals;  application for spectral analysis;  FFT as an efficient computer implementation.
  
  
Der Lehrstoff entspricht einer Vorlesung mit zwei Semesterwochenstunden (SWS) und einer weiteren SWS Übungen.
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The spectral transforms  $($Laplace transform,  z-transform,  Hilbert transform$)$  applicable exclusively to causal signals and systems are not treated in this book.  Here we refer to the book  [[Lineare_zeitinvariante_Systeme|»Linear and Time Invariant Systems«]].
  
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⇒   First a  »'''content overview'''«  on the basis of the  »'''five main chapters'''«  with a total of  »'''19 individual chapters'''«  and  »'''127 sections'''«.}}
  
Hier zunächst eine Inhaltsübersicht anhand der fünf Hauptkapitel.
 
  
===Inhalt===
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===Contents===
 
{{Collapsible-Kopf}}
 
{{Collapsible-Kopf}}
{{Collapse1| header=Grundbegriffe der Nachrichtentechnik
+
{{Collapse1| header=Basic Terms of Communications Engineering
 
| submenu=  
 
| submenu=  
*[[/Prinzip der Nachrichtenübertragung/]]
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*[[/Principles of Communication/]]
*[[/Klassifizierung von Signalen/]]
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*[[/Signal Classification/]]
*[[/Zum Rechnen mit komplexen Zahlen/]]
+
*[[/Calculating with Complex Numbers/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse2 | header=Periodische Signale
+
{{Collapse2 | header=Periodic Signals
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Allgemeine Beschreibung/]]
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*[[/General Description/]]
*[[/Gleichsignal - Grenzfall eines periodischen Signals/]]
+
*[[/Direct Current Signal - Limit Case of a Periodic Signal/]]
*[[/Harmonische Schwingung/]]
+
*[[/Harmonic Oscillation/]]
*[[/Fourierreihe/]]
+
*[[/Fourier Series/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse3 | header=Aperiodische Signale - Impulse
+
{{Collapse3 | header=Aperiodic Signals - Pulses
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Fouriertransformation und -rücktransformation/]]
+
*[[/The Fourier Transform and its Inverse/]]
*[[/Einige Sonderfälle impulsartiger Signale/]]
+
*[[/Special Cases of Pulses/]]
*[[/Gesetzmäßigkeiten der Fouriertransformation/]]
+
*[[/The Fourier Transform Theorems/]]
*[[/Faltungssatz und Faltungsoperation/]]
+
*[[/The Convolution Theorem and Operation/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse4 | header=Bandpassartige Signale
+
{{Collapse4 | header=Band-Pass Signals
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Unterschiede und Gemeinsamkeiten von TP- und BP-Signalen/]]
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*[[/Differences and Similarities of Low-Pass and Band-Pass Signals/]]
*[[/Analytisches Signal und zugehörige Spektralfunktion/]]
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*[[/Analytical Signal and its Spectral Function/]]
*[[/Äquivalentes Tiefpass-Signal und zugehörige Spektralfunktion/]]
+
*[[/Equivalent Low-Pass Signal and its Spectral Function/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse5 | header=Zeit- und frequenzdisktrete Signaldarstellung
+
{{Collapse5 | header=Time-Discrete and Frequency-Discrete Signal Representation
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Zeitdiskrete Signaldarstellung/]]
+
*[[/Discrete-Time Signal Representation/]]
*[[/Diskrete Fouriertransformation (DFT)/]]
+
*[[/Discrete Fourier Transform (DFT)/]]
*[[/Fehlermöglichkeiten bei Anwendung der DFT/]]
+
*[[/Possible Errors when using DFT/]]
*[[/Spektralanalyse/]]
+
*[[/Spectrum Analysis/]]
*[[/Fast-Fouriertransformation (FFT)/]]
+
*[[/Fast Fourier Transform (FFT)/]]
 
}}
 
}}
 
{{Collapsible-Fuß}}
 
{{Collapsible-Fuß}}
  
Wir verweisen hier auch auf die zum Buch gehörigen
+
===Exercises and multimedia===
*[https://en.lntwww.de/Kategorie:Aufgaben_zu_Signaldarstellung '''Aufgaben''']
 
*[[LNTwww:Lernvideo_zu_Signaldarstellung|'''Lernvideos''']]
 
*[[LNTwww:HTML5_zu_Signaldarstellung|'''HTML 5ndash;Applets''']]
 
  
[[LNTwww:Autoren#Signaldarstellung|'''Autoren und Ausgangsmaterialien''']]
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{{BlaueBox|TEXT=
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In addition to these theory pages,  we also offer exercises and multimedia modules on this topic,  which could help to clarify the teaching material:
  
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$(1)$    [https://en.lntwww.de/Category:Signal_Representation:_Exercises  $\text{Exercises}$]
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$(2)$    [[LNTwww:Learning_Videos_Related_to_Signal_Representation|$\text{Learning videos}$]]
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$(3)$    [[LNTwww:Applets_Related_to_Signal_Representation|$\text{Applets}$]] }}
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===Further links===
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{{BlaueBox|TEXT=
 +
$(4)$    [[LNTwww:Bibliography_to_Signal_Representation|$\text{Bibliography}$]]
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$(5)$    [[LNTwww:Imprint_for_the_book_"Signal_Representation"|$\text{Impressum}$]]}}
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<br><br>
  
  
  
  
'''Empfohlene Literatur:'''
 
*Achilles, D.: Die Fourier-Transformation in der Signalverarbeitung. Kontinuierliche und diskrete Verfahren der Praxis. Berlin (u.a.): Springer, 1985. ISBN 978-3-540-15721-2
 
*Fliege, N.: Systemtheorie. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 1991. ISBN 3-66305-933-2
 
*Föllinger, O.; Kluwe, M.: Laplace-, Fourier- und z-Transformationen. 8. Aufl.Heidelberg: Hüthig, 2003. ISBN 978-3-77852-911-9
 
*Frey, T.; Bossert, M.: Signal- und Systemtheorie. 2. Aufl. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH Wiesbaden, 2009. ISBN 978-3-83510-249-1
 
*Girod, B.; Rabenstein, R.; Stenger, A.: Einführung in die Systemtheorie. 3. Aufl. Stuttgart: Teubner, 2005. ISBN 978-3-51926-194-0
 
*Hanik, N.: Nachrichtentechnik 1 (LB): Signaldarstellung. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, TU München, 2017
 
*Haykin, S.; Moher, M.: Communication systems. 5. Aufl. Hoboken, N.J.: J. Wiley, 2009. ISBN 978-0-47169-790-9
 
*Kammeyer, K.-D.: Nachrichtenübertragung. 3. Aufl. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2004. ISBN 3-51926-142-1
 
*Kiencke, U.; Jäkel, H.: Signale und Systeme. 3. Aufl. München: Oldenbourg, 2005. ISBN 978-3-48657-811-9
 
*Kramer, G.: Nachrichtentechnik 1. Vorlesungsmanuskript, Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, TU München, 2017
 
*Kreß, D.; Kaufhold, B.: Signale und Systeme verstehen und vertiefen. Denken und Arbeiten im Zeit- und Frequenzbereich. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2010. ISBN 978-3-83489-673-5
 
*Lüke, H. D.; Ohm, J.-R.: Signalübertragung. 12. Aufl. Berlin: Springer Vieweg, 2014. ISBN 978-3-642-53901-5
 
*Marko, H.: Methoden der Systemtheorie. 3. Auflage. Berlin – Heidelberg: Springer, 1994
 
*Oberhettinger, F.: Tabellen zur Fourier Transformation. Bd. 90. Berlin, Heidelberg: Springer, 1957. ISBN 978-3-64294-701-8
 
*Scheithauer, R.: Signale und Systeme. 2. Aufl. Stuttgart: Teubner, 2005. ISBN 978-3-519-16425-8
 
*Schüßler, H. W.: Systemtheorie linearer elektrischer Netzwerke. 3. Aufl., 1991. ISBN 3-540-53791-0
 
*Söder, G.: Modellierung, Simulation und Optimierung von Nachrichtensystemen. Bd. 23. Berlin, Heidelberg: Springer, 1993. ISBN 978-3-54057-215-2
 
*Stockhausen, N.: Methoden der digitalen Signalverarbeitung. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2017. ISBN 978-3-52741-360-7
 
*Werner, M.: Signale und Systeme. 3. Aufl. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2008. ISBN 978-3-83489-523-3
 
*Wunsch, G.; Schreiber, H.: Analoge Systeme. 3. Auflage. Berlin: Springer, 1993.ISBN 978-3-54056-299-3
 
  
  

Latest revision as of 18:31, 24 March 2023

Brief summary

The book focuses on the mathematical description of typical signals in Communications Engineering,  which can be done alternatively in the time or frequency domain:

  1. Components of communication systems and classification of different signals.
  2. The Fourier series for the description of periodic signals with the special case  »harmonic oscillation«  and the limiting case  »direct current signal«.
  3. The laws of the Fourier transform for describing aperiodic  $($impulsive$)$  signals and their spectra;  first and second Fourier integral.
  4. Peculiarities of band-pass signals and their description by the analytical signal and the equivalent low-pass signal.
  5. Discrete Fourier transform for the description of discrete-time signals;  application for spectral analysis;  FFT as an efficient computer implementation.


The spectral transforms  $($Laplace transform,  z-transform,  Hilbert transform$)$  applicable exclusively to causal signals and systems are not treated in this book.  Here we refer to the book  »Linear and Time Invariant Systems«.

⇒   First a  »content overview«  on the basis of the  »five main chapters«  with a total of  »19 individual chapters«  and  »127 sections«.


Contents

Exercises and multimedia

In addition to these theory pages,  we also offer exercises and multimedia modules on this topic,  which could help to clarify the teaching material:

$(1)$    $\text{Exercises}$

$(2)$    $\text{Learning videos}$

$(3)$    $\text{Applets}$ 


Further links