Experimentelle Übungen für Fortgeschrittene
im Institut für Angewandte Physik

Digitale Signalverarbeitung

Inhalt:

In der Digitaltechnik ist es nicht möglich, physikalische Signale kontinuierlich zu bearbeiten, wie dies in der Analogtechnik der Fall ist. Digitale Komponenten werden im Allgemeinen getaktet, d.h. es werden Zeitmarken ausgegeben, bei denen dann jeweils ein Arbeitsschritt pro Takt ausgeführt wird. Um physikalische Signale mit digitaler Technik zu erfassen und zu bearbeiten, müssen die Signale abgetastet bzw. zeitdiskretisiert werden, d.h. die Werte werden nur zu bestimmten Zeitpunkten erfasst und bearbeitet. Die Probleme, die beim Übergang von analoger zu digitaler Signaltechnik auftreten, werden in diesem Versuch behandelt.

In dem Experiment wird eine Soundkarte als Analog/Digital-Wandler benutzt. Zeitlich variierende analoge Signale werden von einem Frequenzgenerator erzeugt und mit der Soundkarte digitalisiert. Dabei wird der Einfluss verschiedener Effekte auf das digitalisierte Signal untersucht. Als reale zeitlich variierende Signale werden Töne einer Stimmgabel, eines Tongebers für das Tonwahlverfahren sowie die menschliche Stimme aufgenommen und analysiert.

Kenntnisse / Stichwörter zur Vorbereitung: Analog/Digital-Wandler Digital/Analog-Wandler Theoretische Beschreibung von Signalen Fouriertransformation, diskrete Fouriertransformation Abtastung, Abtast-Theorem Aliasing-Effekt Leakage-Effekt Literatur und Links: Ohm, Lüke: Signalübertragung, Springer-Verlag, 2002 Stearns: Digitale Verarbeitung analoger Signale, Oldenbourg Meyer: Signalverarbeitung, Vieweg, 2000 Hinsch: Elektronik, Springer, 1996

Zuletzt geändert am 13.04.2005