Pulstechnik: Band I - Grundlagen

ISBN-13: 9783642816703 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 422 str.

Erwin H. Lzler; Herbert Holzwarth; R. Kersten

Opis

VI weite Gebiete der gesamten Pulstechnik, die Anwendungen waren spezieller der Pulsmodulation gewidmet. Da es bei der heutigen Fiille an Fachliteratur sichel' richtig ist, Neu bearbeitungen zu "entspezialisieren," schien es gut, in den Grundlagen die Darstellung zu ergiinzen urn das viele Neue, was sich in Theorie und wissenschaftlicher Methodik wiihrend gut anderthalb J ahrzehnten heraus gebildet hat, und in den Anwendllngen iiber die Technik der Pulsmodu lation hinaus weitere Beispiele zu bringen. Nach diesem Konzept gaben wir dem Werk den neuen Titel "Puls technik" und teilten es in zwei Biinde auf mit den Untertiteln I. Grundlagen, II. Anwendungen und Systeme. Beide Teile sind in sich abgeschlossen; natiirlich werden im zweiten Band viele Kenntnisse zitiert und vorausgesetzt, die im ersten Band erliiutert sind. Del' erste Band wird hiermit vorgestellt. Die Grundgedanken seiner zehn Abschnitte sind am SchluB des einleitenden ersten Abschnittes im Vberblick beschrieben; hier moge daher nur in Stichworten genannt werden, was an Neuem dazugekommen ist: Neben notwendigen Er giinzungen des allgemeinen mathematischen Riistzeugs sind es die orthogonalen Maanderfunktionen, die diskrete und die "schnelle" Fouriertransformation, die, qt'-Transformation, die digitalen Filter, die Auto- und Kreuzkorrelation, die zeitliche Pulskompression beim Radar in klassischer und digitaler Lasung, Optimierungsprozesse, die Barkercodes und die Ambiguity-Funktion. Neben wichtigen nach richtentheoretischen Ergiinzungen sind es die Analog-Digital-Umsetzung, die Quellen- und die Kanalcodierung, ferner ein ganzer neuer Abschnitt zur digitalen Modulation, in dem Codier- und Decodierverfahren, die Pulscode- und die Deltamodulation sowie ihre gemeinsamen Abk6mm linge beschrieben und diskutiert werden."

Spis treści

1. Einleitung.- 2. Signalbeschreibung im Zeit-und Frequenzbereich für zeitkontinuierliche Vorgänge.- 2.1. Periodische Vorgänge.- 2.1.1. Die Fouriersumme und das komplexe Spektrum.- 2.1.2. Rechteckschwingung, Sägezahnschwingung und Rechteckpuls.- 2.2. Einmalige Vorgänge und die Fouriertransformation.- 2.2.1. Der Übergang von der Fouriersumme zum Fourierintegral.- 2.2.2. Zeitfunktionen mit speziellen Eigenschaften.- 2.2.3. Parsevalsches Theorem.- 2.2.4. Abbildungsgesetze der Fouriertransformation.- 2.2.4.1. Linearität.- 2.2.4.2. Maßstabsänderung.- 2.2.4.3. Zeitverschiebung.- 2.2.4.4. Modulation einer Trägerschwingung durch eine Zeitfunktion.- 2.2.4.5. Differentiation der Zeitfunktion.- 2.2.4.6. Differentiation der Spektraldichtefunktion.- 2.2.4.7. Faltung im Zeit-und Frequenzbereich.- 2.2.4.8. Multiplikation von Zeitfunktionen.- 2.3. Die Laplacetransformation.- 2.3.1. Die verschobene Sprungfunktion.- 2.3.2. Die Diracsche Stoßfunktion.- 2.3.3. Einige wichtige Sätze der Laplacetransformation.- 2.3.3.1. Differentiation und Integration der Zeitfunktion.- 2.3.3.2. Lineare Differentialgleichungen und Entwicklungssatz.- 2.3.3.3. Entwicklungssatz und Einschwingvorgänge in Kettenleitern.- 2.4. Allgemeine Orthogonaldarstellung von Signalen.- 2.4.1. Allgemeines.- 2.4.2. Orthogonale Mäanderfunktionen (Walshfunktionen).- 2.4.3. Graphische Darstellung der Walshfunktionen.- 2.4.4. Orthogonalentwicklung nach Walshfunktionen.- 3. Signalbeschreibung im Zeit-und Frequenzbereich für zeitdiskrete Vorgänge.- 3.1. Diskrete Zeitfunktionen.- 3.1.1. Die Darstellung diskreter Zeitfunktionen.- 3.1.2. Die diskrete Fouriertransformation (DFT).- 3.1.3. Die Rücktransformation in der diskreten Fouriertransformation.- 3.1.4. Die Faltung in der diskreten Fouriertransformation.- 3.2. Schnelle Fouriertransformation (FFT).- 3.3. Die ?-Transformation.- 3.3.1. Die Aufgabenstellung.- 3.3.2. Definition der ?-Transformation.- 3.3.3. Umkehrung der ?-Transformation.- 3.3.4. Eigenschaften der ?-Transformation.- 3.3.4.1. Dämpfungssatz.- 3.3.4.2. Dehnungssatz.- 3.3.4.3. Verschiebungssätze.- 3.3.4.4. Faltungssatz.- 3.3.5. Beispiel zur ?-Transformation.- 3.4. Digitale Filter.- 3.4.1. Digitales Filter ohne Rückführung.- 3.4.2. Digitales Filter mit Rückführung (rekursives Filter).- 3.4.3. Periodizität der Übertragungsfunktion.- 4. Abtasttheoreme.- 4.1. Spektrales und zeitliches Abtasttheorem.- 4.2. Abtastung als Orthogonalentwicklung.- 4.3. Frequenzbandbegrenzte Signale mit von Null verschiedener unterer Bandgrenze.- 5. Spezielle Pulse und Verformungsprobleme.- 5.1. Rechteck-und Cosinusquadrat-Puls.- 5.2. Verformung bei Einschränkung des Frequenzbandes.- 5.3. Pulse in der Funk-und Radartechnik.- 5.4. Pulskompression beim Radar.- 5.5. Das Prinzip der stationären Phase.- 5.6. Das Auflösungsvermögen bei verrauschten Impulsen.- 5.7. Die Reaktion von Netzwerken auf Impulse.- 5.7.1. Die Grundeigenschaften der Übertragungsfunktion von Netzwerken.- 5.7.2. Dämpfungs-und Phaseneigenschaften von Netzwerken minimaler Phase.- 5.7.3. Die Darstellung der Übertragungsfunktion von Netzwerken als Summe von Echofunktionen.- 5.7.3.1. Echoglieder bei Netzwerken mit reiner Dämpfungsverzerrung.- 5.7.3.2. Echoglieder bei Netzwerken minimaler Phase.- 5.7.4. Verformung von Impulsen beim Durchgang durch lineare Netzwerke.- 5.7.4.1. Ein Netzwerk mit linearem Phasengang.- 5.7.4.2. Die Antwort eines idealisierten Tiefpasses.- 5.7.4.3. Der Tiefpaß mit cosinusförmigem Übertragungsfaktor.- 5.7.4.4. Der Tiefpaß mit Gaußschem Übertragungsfaktor.- 5.7.4.5. Wirkung einer reinen Phasenverzerrung.- 5.8. Netzwerkanalyse-Programme.- 6. Stochastische Vorgänge.- 6.1. Verallgemeinerte harmonische Analyse von N. Wiener.- 6.2. Die Kreuzkorrelation.- 6.3. Beispiele für die Analyse zeit-und wertdiskreter stochastischer Vorgänge,.- 6.4. Grundzüge der Systemtheorie stochastischer Vorgänge.- 6.5. Optimale lineare Systeme.- 6.6. Die Barkercodes.- 6.7. Die Ambiguity-Funktion der Ortungstechnik.- 7. Analog-und Digitalsignale, Quantisierung und Codierung.- 7.1. Allgemeines.- 7.2. Analog-Digital-Umsetzung.- 7.2.1. Quantisierung.- 7.2.2. Codierung.- 7.2.3. Weitere Bemerkungen.- 7.3. Digital-Analog-Umsetzung.- 8. Informationstheoretische Grundlagen.- 8.1. Einleitung.- 8.2. Quellencodierung.- 8.2.1. Reduktion der Irrelevanz.- 8.2.2. Reduktion der Redundanz.- 8.2.3. Entscheidungsgehalt, Entropie und Redundanz.- 8.3. Kanalcodierung.- 8.3.1. Fehlererkennende und fehlerkorrigierende Codes.- 8.3.2. Der gestörte Kanal.- 8.3.3. Informationsfluß und Kanalkapazität.- 9. Pulsmodulation.- 9.1. Grundlagen der Modulation.- 9.1.1. Zweck der Modulation.- 9.1.2. Gliederung der Modulationsarten.- 9.1.3. Zuordnung der Bündelungsarten.- 9.2. Sinusvorgang als Modulationsträger.- 9.2.1. Wertkontinuierliche Modulation.- 9.2.1.1. Amplitudenmodulation.- 9.2.1.2. Winkelmodulation.- 9.2.2. Wertdiskrete Modulation.- 9.2.3. Frequenzmäßige Bündelung, Mehrfachmodulation.- 9.2.4. Wirkung von Übertragungsverzerrungen.- 9.2.5. Geräusche und ihre Wirkung.- 9.2.5.1. Die Geräusche und ihre quantitative Erfassung.- 9.2.5.2. Die Geräusch Wirkung bei den Amplitudenverfahren.- 9.2.5.3. Die Geräuschwirkung bei den Winkelverfahren.- 9.2.5.4. Die Geräuschwirkung bei frequenzmäßig gebündelten Signalen nach Mehrfachmodulation.- 9.2.6. Wirkung von Verzerrungen und Geräuschen bei Modulation mit wertdiskreten Signalen.- 9.3. Pulsvorgang als Modulationsträger (Pulsmodulations-Verfahren).- 9.3.1. Historisches.- 9.3.2. Allgemeines über Pulsmodulations-Verfahren.- 9.3.3. Wertkontinuierliche Pulsmodulation.- 9.3.3.1. Pulsamplituden-Modulation (PAM).- 9.3.3.2. Pulsphasen-und Pulsfrequenz-Modulation (PPM und PFM).- 9.3.3.3. Pulsdauer-Modulation (PDM).- 9.3.4. Vergleich der Spektren der Modulationsarten.- 9.3.5. Wertdiskrete Pulsmodulation.- 9.3.5.1. Quantisierung der Signalwerte.- 9.3.5.2. Quantisierte Pulsamplituden-und Pulsphasen-Modulation.- 9.3.5.3. Digitale Modulation.- 9.3.6. Zeitliche Bündelung.- 9.3.7. Amplitudenbündelung, Wertbündelung.- 9.4. Eigenschaften der wertkontinuierlichen Pulsmodulations-Verfahren.- 9.4.1. Eigenschaften der Pulsamplituden-Modulation.- 9.4.1.1. Das Nebensprechen bei der Pulsamplituden-Modulation.- 9.4.1.2. Die Geräusche bei der Pulsamplituden-Modulation.- 9.4.2. Eigenschaften der Pulswinkel-und Pulszeit-Modulation.- 9.4.2.1. Das Nebensprechen bei der Pulsphasen-Modulation.- 9.4.2.2. Die Geräusche bei der Pulsphasen-Modulation.- 9.4.2.3. Das Nebensprechen bei der Pulsdauer-Modulation.- 9.4.2.4. Die Geräusche bei der Pulsdauer-Modulation.- 9.4.3. Der Gewinn an Signal-Geräusch-Abstand durch Kompression und Expansion der Augenblickswerte (Momentanwert-Kompandierung).- 9.4.4. Vergleich der wertkontinuierlichen Pulsmodulations-Verfahren, Mehrfachmodulation.- 10. Digitale Modulation.- 10.1. Die Pulscode-Modulation (PCM).- 10.1.1. Historisches.- 10.1.2. Gliederung eines PCM-Übertragungssystems.- 10.1.3. Codiermethoden.- 10.1.3.1. Die Codierröhre.- 10.1.3.2. Die drei grundlegenden Codiermethoden und ihr Vergleich.- 10.1.3.3. Kombinierte Codiermethoden.- 10.1.3.4. Spezielle Codierverfahren.- 10.1.4. Decodiermethoden.- 10.1.5. Die Codeumsetzung.- 10.1.6. Die Kompandierung.- 10.1.7. Die Quantisierungsverzerrung.- 10.1.7.1. Die Verzerrungsleistung.- 10.1.7.2. Das Spektrum der Quantisierungsverzerrungen.- 10.1.7.3. Der Signal-Geräusch-Abstand, der Klirrfaktor.- 10.1.7.4. Die Restdämpfung.- 10.1.7.5. Das Grundgeräusch und Nebensprechen.- 10.2. Die Deltamodulation (DM) und die Differenz-Pulscode-Modulation (DPCM).- 10.2.1. Verfahren zur Differenzwertbildung.- 10.2.2. Die Deltamodulation (DM).- 10.2.2.1. Die einfache Deltamodulation.- 10.2.2.2. Verbesserte Verfahren der Deltamodulation.- 10.2.3. Die Differenz-Pulscode-Modulation (DPCM).- 10.2.3.1. Prinzip der DPCM.- 10.2.3.2. Der Signal-Geräusch-Abstand bei der DPCM.- 10.3. Vergleich der digitalen Modulationsverfahren.- 10.4. Übertragungseigenschaften digital modulierter Signale.- 10.4.1. Signalarten und -formen.- 10.4.2. Einflüsse von Störungen und Verzerrungen bei digital modulierten Signalen.- 10.4.3. Zusammenhang zwischen Fehlerwahrscheinlichkeit und Geräuschleistung nach der Demodulation.- 10.5. Mehrfachmodulation.- 10.6. Maßnahmen zur Synchronisation.