Veranstaltung: Signale und Systeme I

Nummer:
148189
Lehrform:
Vorlesung und Übungen
Medienform:
Folien, rechnerbasierte Präsentation, Tafelanschrieb
Verantwortlicher:
Prof. Dr.-Ing. Ilona Rolfes
Dozenten:
Prof. Dr.-Ing. Ilona Rolfes (ETIT), Dipl.-Ing. Martin Schreurs (ETIT)
Sprache:
Deutsch
SWS:
4
LP:
6
Angeboten im:

Ziele

Die Ziele der Vorlesungen und Übungen bestehen darin, den Studierenden die Grundlagen der Theorie elektrischer Schaltungen sowie die Grundlagen der Leitungstheorie zu vermitteln. Die Studierenden sollen die Fähigkeit erlangen, komplexe Systeme zu analysieren und mathematisch korrekt mit Hilfe von Ein-, Zwei- oder Mehrtormatrizen beschreiben zu können. Des Weiteren sollen sie die Ausbreitung von Signalen entlang von Leitungen verstanden haben und die Erkenntnisse der Leitungstheorie auf praktische Beispiele anwenden können.

Inhalt

In dieser Vorlesung werden zunächst grundlegende Matrixbeziehungen zur mathematischen Beschreibung der elektrischen Eigenschaften linearer Netzwerke eingeführt. Ausgehend von den Impedanz- und Admittanzmatrizen, die die Verknüpfung zwischen den ein- und ausgangsseitigen Torströmen und -spannungen angeben, werden des weiteren die sogenannten Streuparameter eingeführt, die für die Beschreibung höherfrequenterer Anwendungen benötigt werden. Es werden grundlegende Eigenschaften linearer Netzwerke theoretisch abgeleitet und an Anwendungsbeispielen verdeutlicht. Einen weiteren Schwerpunkt der Vorlesung bildet die Leitungstheorie zur Beschreibung der Ausbreitung von Signalen auf Leitungen. Mit den stetig wachsenden Datenraten z.B. moderner Rechner- und Kommunikationssysteme sind auch in Gebieten wie der Digitaltechnik Ausbreitungseffekte von hochfrequenten Signalen etwa entlang von Leitungen zu berücksichtigen. Hierzu wird zunächst die Telegraphengleichung abgeleitet. Davon ausgehend werden die ein- und ausgangsseitigen Impedanz- und Reflexionseigenschaften von Leitungen für unterschiedliche Leitungsabschlüsse, wie z.B. Leerlauf oder Kurzschluss, behandelt. Des weiteren wird die Ausbreitung zeitabhängiger Signale, wie etwa sprungförmiger Signale oder der Effekt von Einschaltvorgängen sowie Laständerungen entlang von Leitungen betrachtet.

Empfohlene Vorkenntnisse

Inhalte der Lehrveranstaltungen

  • Grundlagen der Elektrotechnik I + II
  • Grundlagen der Informationstechnik I + II
  • Mathematik I + II und Physik.

Literatur

  1. Fettweis, A., Hemetsberger, G. "Grundlagen der Theorie elektrischer Schaltungen, Kapitel 1+3", Druckzentrum der RUB, 2009
  2. Bossert, M., Frey, T. "Signal- und Systemtheorie, Kapitel 1+2", Vieweg+Teubner, 2008

Sonstiges

Der Zu­gangs­schlüs­sel zum moodle-Kurs lau­tet: SISY2014.

Begleitmaterial: Das Buch 'Grundlagen der Theorie elektrischer Schaltungen', A. Fettweis, G. Hemetsberger, erhalten Sie im Druckzentrum unter der Skriptnummer 9-169 gegen eine Gebühr von 6,90 €.