Elemente Nachrichtentechnischer Systeme

ISBN-13: 9783519061311 / Niemiecki / Miękka / 1990 / 390 str.

Alfred Fettweis

Opis

Seit langem bestand die Absicht, den Inhalt der Vorlesungen, die ich seit etlichen Jahren an der Ruhr-Universitat Bochum uber nachrichtentechnische Systeme halte, in angemessen erweiterter Gestalt als Buch verfugbar zu machen. Leider hat sich die Ver wirklichung dieses Plans wegen der grossen Fulle anderer Verpflichtungen immer wieder verzogert, und auch jetzt habe ich gegenuber meinen ursprunglichen Vorstellungen, wie ein solches Buch aussehen sollte, stark zuruckstecken mussen, damit es zumindest in der vorliegenden Fassung erscheinen kann. Es ist zunachst als Begleittext fur unsere Studenten gedacht; daruber hinaus soll es aber auch anderen Interessierten die Moglichkeit bieten, sich mit dem behandelten Stoff vertraut zu machen oder aber aus den Besonderheiten der gewahlten Darstellung Anregung zu schopfen. Freilich kann man sehr unterschiedlicher Meinung daruber sein, welche StofFauswahl fur eine Vorlesung in unserem Fach am zweckmassigsten ist. Dies ist auch gut so, denn erst dadurch, dass verschiedene Autoren auch verschiedene Akzente setzen und andere Aspekte betonen und herausstellen, ist es bei der Riesenfulle des heutigen Wissens uber haupt moglich, zumindest insgesamt eine etwas grossere Breite zu erreichen. Die hier getroffene Wahl wurde bestimmt zum einen durch die gegebenen ausseren Beschrankun gen und Vorgaben, die aus dem hiesigen Studienplan fur das Fach Elektrotechnik folgen, zum anderen aber auch durch spezifische Neigungen und Erfahrungen des Autors. Ins besondere sollte angestrebt werden, die eigentlichen Grundlagen auf moglichst saubere und physikalisch einsichtige Weise darzulegen."

Spis treści

1. Einführung.- 2. Beschreibung von Signalen im Zeitbereich.- 2.1 Reale und idealisierte Signale.- 2.2 Sinusförmige und verwandte Signale.- 2.3 Sprungfunktion und Signumfunktion.- 2.4 Die Impulsfunktion (Deltaimpuls).- 2.5 Weitere Operationen; Zusammenhang zwischen Sprung- und Impulsfunktion.- 2.6 Die Ausblendeigenschaft der Impulsfunktion.- 2.7 Ergänzungen zur Ausblendeigenschaft.- 2.7.1 Andersartige Funktionenfolgen zur Darstellung der Deltafunktion.- 2.7.2 Verallgemeinerung der Ausblendeigenschaft.- 2.8 Impulsmoment und Energie.- 2.9 Verallgemeinerte Funktionen mit Sprungstellen und Deltaanteilen.- 2.9.1 Funktionen mit Sprungstellen ab einer endlichen Stelle.- 2.9.2 Verallgemeinerte Funktionen mit Sprungstellen und Deltaanteilen beliebiger Ordnung.- 3. Beschreibung von Signalen im Frequenzbereich.- 3.1 Bedeutung sinusförmiger und verwandter Signale.- 3.2 Periodische Signale; Fourierreihen.- 3.3 Herleitung der Fourier-Integrale.- 3.4 Darstellungsweisen bei der Fouriertransformation.- 3.5 Ergänzungen zur Herleitung der Fourier-Integrale.- 3.6 Grundlegende Eigenschaften der Fouriertransformation.- 3.7 Beispiele zur Fouriertransformation.- 3.8 Weitere Eigenschaften der Fouriertransformation.- 3.8.1 Unvereinbarkeit von strenger Zeit- und Frequenzbegrenzung.- 3.8.2 Unschärfebeziehungen.- 3.8.3 Stetigkeit und Verhalten im Unendlichen.- 3.9 Fouriertransformation verallgemeinerter Funktionen.- 3.9.1 Allgemeine Grundlagen.- 3.9.2 Deltafunktionen.- 3.9.3 Einheitssprung und Signumfunktion.- 3.9.4 Allgemeine periodische Funktionen.- 3.9.5 Multiplikationen zweier verallgemeinerter Funktionen.- 3.9.6 Faltung zweier Deltafunktionen.- 3.9.7 Verallgemeinerung der Integrationsregeln für Funktionen im klassischen Sinne.- 3.9.8 Verallgemeinerung wichtiger Regeln auf Funktionen mit Sprungstellen und ?- Anteilen.- 4. Übertragung von Signalen durch lineare konstante Systeme.- 4.1 Antwort und Grundantwort.- 4.2 Lineare konstante Systeme.- 4.3 Berechnung der Grundantwort durch Betrachtung des Frequenzbereichs.- 4.3.1 Berechnung bei streng stabilen Systemen.- 4.3.2 Grenzstabile Systeme.- 4.3.3 Instabile Systeme.- 4.4 Berechnung der Grundantwort durch Betrachtung des Zeitbereichs.- 4.4.1 Allgemeine Zusammenhänge.- 4.4.2 Bemerkungen über grenzstabile und instabile Systeme.- 4.5 Kausalität.- 4.6 Herleitung weiterer Zusammenhänge; Sprungantwort.- 4.7 Berechnung der Impulsantwort.- 4.8 Stabilitätsfragen.- 4.8.1 Strenge Stabilität.- 4.8.2 Verwandte Stabilitätsaspekte.- 4.8.3 Erweiterung und vergleichende Betrachtungen.- 4.8.4 Instabile Systeme.- 4.9 Systeme mit mehreren Eingängen und Ausgängen.- 5. Eigenschaften einiger spezieller Signalklassen.- 5.1 Analytisches Signal.- 5.1.1 Reelle Signale und zugehöriges analytisches Signal.- 5.1.2 Übertragung des analytischen Signals durch ein lineares konstantes System.- 5.2 Abtasttheorem für tiefpaßbegrenzte Signale.- 5.2.1 Erzeugung tiefpaßbegrenzter Signale durch Interpolation.- 5.2.2 Herleitung des Abtasttheorems für tiefpaßbegrenzte Signale.- 5.3 Abtasttheoreme für bandpaßbegrenzte Signale.- 5.3.1 Spezielle bandpaßbegrenzte Signale.- 5.4 Frequenzabtastung.- 5.5 Korrelationsfunktion.- 5.5.1 Grundlegende Beziehungen.- 5.5.2 Weitere Ergebnisse.- 6. Grundprinzipien der Laplacetransformation.- 6.1 Grundbegriffe der einseitigen Laplacetransformation.- 6.2 Grundbegriffe der zweiseitigen Laplacetransformation.- 6.3 Einige Eigenschaften der Laplacetransformation.- 6.4 Berechnung von Übertragungseigenschaften mit Hilfe der Laplacetransformation.- 6.5 Behandlung von Anfangswertproblemen.- 6.6 Berechnung der Zeitfunktion bei rationaler Funktion in p.- 6.7 Abschließende Bemerkungen.- 7. Einige Eigenschaften von Systemen.- 7.1 Genaue Definition der Phase.- 7.2 Minimalphasige Systeme.- 7.3 Nichtminimalphasige Systeme.- 7.4 Ideale Filter.- 7.4.1 Idealer Tiefpaß.- 7.4.2 Idealer Bandpaß.- 7.4.3 Übertragung durch einen idealen oder idealisierten Bandpaß.- 8. Modulierte Signale.- 8.1 Amplitudenmodulierte Signale.- 8.1.1 Elementare Betrachtungen.- 8.1.2 Allgemeine amplitudenmodulierte Signale.- 8.1.3 Demodulationsverfahren.- 8.1.4 Einseitenband-amplitudenmodulierte Signale.- 8.1.5 Restseitenband-amplitudenmodulierte Signale.- 8.2 Winkelmodulierte Signale.- 8.2.1 Allgemeines über winkelmodulierte Signale.- 8.2.2 Spektralanalyse von FM-Signalen.- 8.2.3 Übertragung von FM-Signalen durch lineare Systeme.- 8.3 Frequenzmultiplex.- 8.4 Pulsamplitudenmodulierte Signale.- 8.5 Pulscodemodulierte Signale.- 8.5.1 Grundlegende Eigenschaften.- 8.5.2 Spektralanalyse.- 8.6 Zeitmultiplex.- 9. Weitere Eigenschaften von Übertragungssystemen.- 9.1 Ideale Übertragungseigenschaften von Systemen.- 9.1.1 Ideale Übertragungskennlinien.- 9.1.2 Laufzeit in Ubertragungssystemen.- 9.2 Übertragung impulsformiger Signale.- 9.2.1 Minimale Bandbreite.- 9.2.2 Augendiagramme.- 9.2.3 Die Nyquist-Bedingungen.- 9.3 Thermisches Widerstandsrauschen.- 9.3.1 Thermisches Rauschen eines Einzelwiderstandes.- 9.3.2 Weitere Ergebnisse.- 9.4 Signalangepaßte Filter.- 10. Zeitvariante lineare Übertragungssysteme.- 10.1 Einführung.- 10.1.1 Entstehung zeitvarianter Systeme.- 10.1.2 Grundeigenschaften der Differentialgleichungen linearer zeitvarianter Systeme.- 10.1.3 Berechnung linearer zeitvarianter Systeme unter Verwendung komplexer Exponentialschwingungen.- 10.2 Übertragung von Signalen durch lineare Zeitvariante Systeme.- 10.2.1 Einführende Betrachtungen.- 10.2.2 Berechnung der Grundantwort durch Betrachtung des Frequenzbereichs.- 10.2.3 Berechnung der Grundantwort durch Betrachtung des Zeitbereichs.- 10.3 Periodisch zeitvariante lineare Systeme.- 10.3.1 Impulsantwort und Übertragungsfunktion.- 10.3.2 Fourierzerlegung der Übertragungsfunktion.- 10.3.3 Antwort auf ein beliebiges Signalspektrum.- 10.3.4 Bestimmung der Fouriertransformierten des Ausgangssignals.- 10.4 Technische Realisierung periodisch zeitvarianter linearer Systeme.- 10.4.1 Einführende Bemerkungen.- 10.4.2 Näherungsdarstellung eines gesteuerten nichtlinearen Systems durch ein zeitvariantes lineares System mit Hilfe einer Störungsrechnung.- 10.4.3 Schaltungen mit besonderen Symmetriebedingungen.- 11. Nichtlineare Systeme.- 11.1 Nichtreaktive nichtlineare Systeme.