Difference between revisions of "Kontinuierliche und diskrete Spektren (Lernvideo)"

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=== Teil 1 ===
 
=== Teil 1 ===
Verdeutlicht wird die Fourierreihen-Approximation für ein periodisches, mittelwertfreies und gerades Zeitsignal $x(t)$. Ein solches führt nach der Fouriertransformation stets zu einem Linienspektrum $X(f)$. Der Abstand zweier Spektrallinien ist dabei gleich dem Kehrwert der Periodendauer $T_0$. Eingegangen wird auch auf die vereinfachte Forierkoeffizientenberechnung aufgrund von Symmetrieeigenschaften (Dauer 3:25).
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Gegenübergestellt werden die Spektraleigenschaften eines Dreieckimpulses  $g(t)$  mit kontinuierlichem Spektrum  $G(f)$  und eines periodischen Dreiecksignals  $x(t)$  mit Linienspektrum  $X(f)$. Der Zusammenhang ergibt sich aus der Faltung entsprechend  $x(t)= g(t) \star p(t)$, wobei   $p(t)$  einen Diracpuls (unendliche Summe von äquidistant verschobenen Diracimpulsen) bezeichnet. Der Zusammenhang im Spektralbereich lautet  $X(f)= G(f) \cdot P(f)$. Die Spektralfunktion  $P(f)$  des Diracpulses  $p(t)$  ist ebenfalls ein Diracpuls, aber nun im Frequenzbereich  (Dauer 6:19).
  
 
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=== Teil 2 ===
 
=== Teil 2 ===
Nun wird die Fourierreihendarstellung beispielhaft für das Dreiecksignal und das Rechtecksignal hergeleitet. Anhand von Simulationsergebnissen wird insbesondere der entstehende Fehler durch Abbruch der Fourierreihe angegeben. Abschließend wird das Gibbsche Phänomen am Beispiel des Rechtecksignals erläutert (Dauer 8:34).   
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Anhand des gleichen Beispiels wird nun der Spektralwert&nbsp; $G(f = f_{\rm B})$&nbsp; des Dreieckimpulses bei der festen Bezugsfrequenz&nbsp; $f_{\rm B}$&nbsp; mit dem Diracgewicht des periodischen Dreiecksignals&nbsp; $x(t)$&nbsp; bei der Frequenz&nbsp; $f = f_{\rm B}$&nbsp; verglichen. Dabei ergeben sich viele signifikante Gemeinsamkeiten, aber auch einige grundlegende Unterschiede. Die Ergebnisse hängen unter Anderem von der Periodendauer&nbsp; $T_0$&nbsp; des Signals&nbsp; $x(t)$&nbsp; ab&nbsp; (Dauer 5:12).   
  
 
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Dieses Lernvideo wurde 2005 am [http://www.lnt.ei.tum.de/startseite Lehrstuhl für Nachrichtentechnik] der [https://www.tum.de/ Technischen Universität München] konzipiert und realisiert.<br>
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Dieses Lernvideo wurde 2005 am&nbsp; [http://www.lnt.ei.tum.de/startseite "Lehrstuhl für Nachrichtentechnik"]&nbsp; der&nbsp; [https://www.tum.de/ "Technischen Universität München"]&nbsp; konzipiert und realisiert.<br>
Buch und Regie: [[Biografien_und_Bibliografien/An_LNTwww_beteiligte_Mitarbeiter_und_Dozenten#Prof._Dr.-Ing._habil._G.C3.BCnter_S.C3.B6der_.28am_LNT_seit_1974.29|Günter Söder]] und [[Biografien_und_Bibliografien/An_LNTwww_beteiligte_Mitarbeiter_und_Dozenten#Dr.-Ing._Klaus_Eichin_.28am_LNT_von_1972-2011.29|Klaus Eichin]] &nbsp; Sprecher und Realisierung: [[Biografien_und_Bibliografien/An_LNTwww_beteiligte_Studierende#Thorsten_Kalweit_.28Diplomarbeit_LB_2006_und_freie_Mitarbeit_2007.29|Thorsten Kalweit]].
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Buch und Regie:&nbsp; [[Biographies_and_Bibliographies/An_LNTwww_beteiligte_Mitarbeiter_und_Dozenten#Prof._Dr.-Ing._habil._G.C3.BCnter_S.C3.B6der_.28at_LNT_since_1974.29|&raquo;Günter Söder&laquo;]]&nbsp; und&nbsp; [[Biographies_and_Bibliographies/An_LNTwww_beteiligte_Mitarbeiter_und_Dozenten#Dr.-Ing._Klaus_Eichin_.28at_LNT_from_1972-2011.29|&raquo;Klaus Eichin&laquo;]], &nbsp; Sprecher und Realisierung:&nbsp; [[Biographies_and_Bibliographies/An_LNTwww_beteiligte_Studierende#Thorsten_Kalweit_.28Diplomarbeit_LB_2006_und_freie_Mitarbeit_2007.29|&raquo;Thorsten Kalweit&laquo;]].
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[[Biographies_and_Bibliographies/Beteiligte_der_Professur_Leitungsgebundene_%C3%9Cbertragungstechnik#Tasn.C3.A1d_Kernetzky.2C_M.Sc._.28at_L.C3.9CT_since_2014.29|&raquo;Tasnád Kernetzky&laquo;]]&nbsp; und einigen Studenten in moderne Formate konvertiert, um von möglichst vielen Browsern&nbsp; (wie Firefox, Chrome, Safari)&nbsp; als auch von Smartphones wiedergegeben werden zu können.
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=== Part 1 ===
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Contrast the spectral properties of a triangular pulse&nbsp; $g(t)$&nbsp; with continuous spectrum&nbsp; $G(f)$&nbsp; and a periodic triangular signal&nbsp; $x(t)$&nbsp; with line spectrum&nbsp; $X(f)$. The relation results from the convolution corresponding to&nbsp; $x(t)= g(t) \star p(t)$, where&nbsp; $p(t)$&nbsp; denotes a Dirac delta pulse (infinite sum of equidistantly shifted Dirac delta pulses). The relation in the spectral domain is&nbsp; $X(f)= G(f) \cdot P(f)$. The spectral function&nbsp; $P(f)$&nbsp; of the Dirac delta pulse&nbsp; $p(t)$&nbsp; is also a Dirac delta pulse, but now in the frequency domain&nbsp; (Duration 6:19).
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=== Part 2 ===
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Using the same example, we now compare the spectral value&nbsp; $G(f = f_{\rm B})$&nbsp; of the triangular pulse at the fixed reference frequency&nbsp; $f_{\rm B}$&nbsp; with the Dirac delta weight of the periodic triangular signal&nbsp; $x(t)$&nbsp; at the frequency&nbsp; $f = f_{\rm B}$&nbsp;. Many significant similarities are found, but also some fundamental differences.  The results depend among others on the period duration&nbsp; $T_0$&nbsp; of the signal&nbsp; $x(t)$&nbsp; (duration 5:12). 
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This educational video was conceived and realized in 2005 at the&nbsp; [http://www.lnt.ei.tum.de/startseite "Chair of Communications Engineering"]&nbsp; of the&nbsp; [https://www.tum.de/ "Technical University of Munich"].&nbsp;
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Im Zuge der LNTwww-Neugestaltung (Version 3) wurden diese Lernvideos 2016/2017 durch [[Biografien_und_Bibliografien/An_LNTwww_beteiligte_Mitarbeiter_und_Dozenten#Tasn.C3.A1d_Kernetzky.2C_M.Sc._.28am_LNT_seit_2014.29|Tasnád Kernetzky]] und einigen Studenten in moderne Formate konvertiert, um von möglichst vielen Browsern wie Firefox, Chrome und Safari, als auch von Smartphones wiedergegeben werden zu können.
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Latest revision as of 20:00, 18 March 2023

!!! The learning video is in German language  (images and sound).  There is an English summary at the end of this file !!!  

Teil 1

Gegenübergestellt werden die Spektraleigenschaften eines Dreieckimpulses  $g(t)$  mit kontinuierlichem Spektrum  $G(f)$  und eines periodischen Dreiecksignals  $x(t)$  mit Linienspektrum  $X(f)$. Der Zusammenhang ergibt sich aus der Faltung entsprechend  $x(t)= g(t) \star p(t)$, wobei  $p(t)$  einen Diracpuls (unendliche Summe von äquidistant verschobenen Diracimpulsen) bezeichnet. Der Zusammenhang im Spektralbereich lautet  $X(f)= G(f) \cdot P(f)$. Die Spektralfunktion  $P(f)$  des Diracpulses  $p(t)$  ist ebenfalls ein Diracpuls, aber nun im Frequenzbereich  (Dauer 6:19).

Teil 2

Anhand des gleichen Beispiels wird nun der Spektralwert  $G(f = f_{\rm B})$  des Dreieckimpulses bei der festen Bezugsfrequenz  $f_{\rm B}$  mit dem Diracgewicht des periodischen Dreiecksignals  $x(t)$  bei der Frequenz  $f = f_{\rm B}$  verglichen. Dabei ergeben sich viele signifikante Gemeinsamkeiten, aber auch einige grundlegende Unterschiede. Die Ergebnisse hängen unter Anderem von der Periodendauer  $T_0$  des Signals  $x(t)$  ab  (Dauer 5:12).

Dieses Lernvideo wurde 2005 am  "Lehrstuhl für Nachrichtentechnik"  der  "Technischen Universität München"  konzipiert und realisiert.
Buch und Regie:  »Günter Söder«  und  »Klaus Eichin«,   Sprecher und Realisierung:  »Thorsten Kalweit«.

Im Zuge der LNTwww-Neugestaltung (Version 3) wurden diese Lernvideos 2016/2017 von  »Tasnád Kernetzky«  und einigen Studenten in moderne Formate konvertiert, um von möglichst vielen Browsern  (wie Firefox, Chrome, Safari)  als auch von Smartphones wiedergegeben werden zu können.



English summary:


Continuous and discrete spectra

Part 1

Contrast the spectral properties of a triangular pulse  $g(t)$  with continuous spectrum  $G(f)$  and a periodic triangular signal  $x(t)$  with line spectrum  $X(f)$. The relation results from the convolution corresponding to  $x(t)= g(t) \star p(t)$, where  $p(t)$  denotes a Dirac delta pulse (infinite sum of equidistantly shifted Dirac delta pulses). The relation in the spectral domain is  $X(f)= G(f) \cdot P(f)$. The spectral function  $P(f)$  of the Dirac delta pulse  $p(t)$  is also a Dirac delta pulse, but now in the frequency domain  (Duration 6:19).

Part 2

Using the same example, we now compare the spectral value  $G(f = f_{\rm B})$  of the triangular pulse at the fixed reference frequency  $f_{\rm B}$  with the Dirac delta weight of the periodic triangular signal  $x(t)$  at the frequency  $f = f_{\rm B}$ . Many significant similarities are found, but also some fundamental differences. The results depend among others on the period duration  $T_0$  of the signal  $x(t)$  (duration 5:12).

This educational video was conceived and realized in 2005 at the  "Chair of Communications Engineering"  of the  "Technical University of Munich"