Pulstechnik: Band I - Grundlagen

ISBN-13: 9783642962172 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 424 str.

E. H. Lzler; H. Holzwarth; R. Kersten

Opis

Der ursprtingliche Buchtitel lautete "TheOl'ie und Technik der Puls modulation," Dieses Buch, 1957 erschienen, fand stetiges Interesse, so daB es seit einer Reihe von Jahren vergriffen ist und der Verlag sich eine zweite, auf den Stand der heutigen Theorie und Technik gebrachte Auf lage wtinschte. Warum dabei die Titelanderung in "Pulstechnik"? Bei kritischer Uberprtifung des Inhalts stellten wir fest, daB zwischen der Breite der gegebencn Grundlagen, die das Interesse der Leser sichel' angezogen hat, und del' Auswahl del' technischen Anwendungen unglei ches Gewicht bestand. Die theol'etischen Grundlagen waren gtiltig fUr weite Gebiete der gesamten Pulstechnik, die Anwendungen waren spezieller der Pulsmodulation gewidmet. Da es bei der heutigen Ftille an Fachliteratur sicher richtig ist, Neu bearbeitungen zu "entspezialisieren," schien es gut, in den Gl'undlagen die Darstellung zu erganzen, um das viele Neue, was sich in Theorie und wissenschaftlicher Methodik wahrend gut anderthalb Jahrzehnten heraus gebildet hat, in den Anwendungen tiber die Technik der Pulsmodulation hinaus weitere Beispiele zu bl'ingen. Nach dies em Konzept gaben wir dem Verk den neuen Titel "Puls technik" und teilten es in zwei Bande auf mit den Untertiteln 1. Grundlagen, II. Anwendungen und Systeme. Beide Teile sind in sich abgeschlossen; natiirlich werden im zweiten Band viele Kenntnisse zitiel't und vorausgesetzt, die im ersten Band erlautert sind."

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 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 Aufgabenstelhmg.- 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. Abtasttbeoreme.- 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 Xetzwerk 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-Eunktion 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. Sinus Vorgang 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 Geräuschwirkung 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. Zeithehe 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 Quantisierungs ver Zerrung.- 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 Delta-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 Delta-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 Fehler Wahrscheinlichkeit und Ge-räuschleistung nach der Demodulation.- 10.5. Mehrfachmodulation.- 10.6. Maßnahmen zur Synchronisation.