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M. A.
Diese Lernkarten decken fortgeschrittene Themen der Signalverarbeitung auf Universitätsniveau ab. Sie behandeln grundlegende Konzepte wie Signale, Spektren, Frequenzen und Fouriertransformationen, sowie spezifische Techniken wie Filterung, Abtastung und Systemantworten. Die Karteikarten eignen sich für Studierende und Ingenieure, die ihr Verständnis von Signalverarbeitung vertiefen möchten, insbesondere in der Analyse und Synthese von Signalen und Systemen.
Karten
272
Lernende
5
Sprache
Deutsch
Kategorie
Informatik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
23.10.2017 / 12.01.2021

Lernkarten

Kann ein ideales Rechtecksignal vollständig aus seinen Abtastpunkten rekonstruiert werden, sofern diese hinreichend dicht liegen?

Nein, das Rechtecksignal ist nicht bandbegrenzt und zeigt daher immer Aliasing

Wodurch unterscheidet sich die Synthesegleichung der diskreten und der kontinuierlichen Fouriertransformation?

Bei der diskreten gibt es in der Summe nur endlich viele Terme, bei der kontinuierlichen unendlich viele Terme

Welches System eignet sich zur Detektion von plötzlichen Übergängen in einem Signal?

Der Differenzierer

Was passiert, wenn ein Sinussignal mit der Frequenz f0 mit der genau gleichen Frequenz f0 abgetastet wird?

Man erhält ein konstantes Signal

Was ist der Hauptunterschied zwischen dem Spektrum eines aperiodischen kontinuierlichen Signals und dem eines aperiodischen diskreten Signals?

Das Spektrum des diskreten Signals ist periodisch, das des kontinuierlichen Signals nicht

Wie funktioniert das Sägezahnverfahren bei der A/D-Wandlung?

Man zählt solange die Anzahl der regelmäßig getakteten Impulse, bis eine Sägezahnspannung den Sample-and-Hold-Wert überschreibt. Die Zahl der Impulse ist das quantisierte Ergebnis.

Unter welchen Bedingungen entsteht Aliasing?

Wenn die Abtastfrequenz kleiner als die doppelte Maximalfrequenz des Signals ist.

Warum braucht man bei diskreten periodischen Signalen nur endliche Fourierreihen zu ihrer Darstellung?

Weil es nur endlich viele harmonische verwandte diskrete Sinus-Signale gibt

Wie schafft man es, die Fouriertransformierte eines diskreten Signals im Computer zu berechnen, obwohl seine Fouriertransformierte kontinuerlich ist?

Das Eingangssignal wird periodisch fortgesetzt. Das resultierende diskrete Spektrum wird im Rechner nur durch eine Periode repräsentiert.

Wie beschreibt man mathematisch die Abtastung eines Signals g(t) zum Zeitpunkt t1?

Durch Multiplikation mit einer verschobenen Deltafunktion Delta(t-t1)

Was ist ein FFT-Filter?

Signale über FFT in den Frequenzbereich transformieren, unerwünschte Frequenzbereiche auf Null setzen (Real- und Imaginärteil, dabei Symmetrien beachten!), über IFFT wieder zurücktransformieren.

Was ist Aliasing?

Aliasing tritt auf, wenn ein Signal mit mehr als der doppelten Nyquistfrequenz abgetastet wird.

Was sind Unterschiede zwischen den Analysegleichungen der diskreten und kontinuierliche Fourierreihen?

Das Integral ist durch eine Summe ersetzt;Der Normierungsfaktor ist unterschiedlich

Wie wird die Abstastung im Zeitabstand T einer zeitkontinuierlichen Funktion mathematisch modelliert?

Durch Multiplikation mit einer unendlichen Pulsfolge mit Abtastinterval 1/T

Was ist ein Kanal bei einem AD-Wandler?

Ein Kanal ist ein Teilsystem eines Datenacquisitionssystems, der reale analoge Daten in digitale Daten umwandelt.

Warum reicht bei diskreten linearen Systemen die Antwort auf einen Einheitsimpuls zum Zeitpunkt 0, um es vollständig zu chararkterisieren?

Jedes Signal lässt sich als gewichtete Summe von Einheitsimpulsen darstellen.Ist der Output eines linearen Systems für jeden um k verschobenen Einheitsimpuls bekannt, so kann die Systemantwort auf jedes beliebige Inputsignal ausgedrückt werden.

Welche elektrische Größe misst ein Drehspul-Messwerk?

Die Stärke von Strömen

Wie funktioniert ein Drehspulinstrument?

Eine stromdruchflossene Drahtspule dreht sich im Feld eines Dauermagnetens. Je stärker der Strom desto stärker das Magnetfeld der Spule. Damit der Zeiger nicht direkt an den Anschlag geht wirkt eine Spiralfeder als Gegengewicht, dadurch wirkt jeder unterschiedliche Stromwert zu einem unterschiedlichen Gleichgewichtszustand

Eine indirekte Messgröße A berechnet sich als Differenz zweier direkt gemessener Eingangsgrößen B und C mit absolutem Messfehler cB bzw. ?C, d.h. A = B - C. Wie groß schätzen Sie den absoluten Messfehler ?A?

?A = ?B + ?C, da sich bei der Addition und Subtraktion die absoluten Messfehler addieren

Sie haben eine indirekt gemessene Größe A, die von mehreren Eingangsgrößen B, C, D, ... abhängt, die alle den gleichen Messfehler haben. Welche der Eingangsgrößen hat den größten Einfluss auf den Messfehler von A?

Die Größe deren Partielllen Ableitung am größten ist

Was leistet die lineare Regression?

Sie dient zur bestimmung der Übergangsfunktion, dabei wird angenommen das die Übergangsfunktion linear ist. Ziel ist das Auffinden einer Ausgleichgeraden die die Abstände zwischen allen Messpunkten und der geraden minimiert.

Kann man die lineare Regression auch bei Kennlinien anwenden, die einem Gesetz der Form y = x ^ a folgen?

Ja durch (Umkehrung) doppelte Logarithmierung

Sie haben in Python eine 5 x 5 - Matrix a angelegt. Wie greifen Sie auf das zweite Element der dritten Zeile zu?

matrix[2][1]

Ein Messintrument hat einen Anzeigefehler von 1% und einen Skalenendwert von 5 A. Im Moment zeigt das Instrument einen Strom von 2 A an. In welchem Bereich liegt der wahre Wert des Stroms?

2A +- 0,05

Auf der Anzeige Ihres analogen Messinstrumentes steht "KL 1.5". Was bedeutet das?

Fehlerklasse 1.5, es handelt sich dabei um ein Messgerät mit einem Anzeigefehler von 1.5 % bezogen auf den Skalenendwert

Wie schätzt man den wahren Wert einer Messgröße, wenn mehrere fehlerbehaftete Messungen vorliegen?

Schätzwert = Messwert +- Abweichung (Gauß-Kurve)

Sie haben 20 Einzelmessungen mit einer Standardabweichung des Mittelwertes von s. Wie groß ist das Vertrauensintervall, in das der wahre Wert der Messgröße mit einer Wahrscheinlichkeit von 95,5 % fällt?

2,09

Warum muss man jede Messung mit dem größten Messbereich beginnen?

Da sonst das Messgerät beschädigt werden könnte

Warum kann ein Drehspulinstrument nicht beliebig schnell veränderliche Ströme oder Spannungen anzeigen?

Der Zeiger benötigt immer eine gewisse Zeit um sich einzupendeln.

Was ist der Parallaxenfehler?

Ablesefehler der durch schiefes Ablesen des Zeigerwertes entsteht

Welches Messprinzip liegt dem im Praktikum eingesetzten Abstandssensor zugrunde?

Triangulationsprinzip

Zu was benützt man ein Oszilloskop?

Zur Messung von Spannung und dem visualisieren im Zeitbereich

Wie funktioniert ein analoges Oszilloskop?

- Metall wird erhitzt - Elektronen werden freigesetzt - Durch Metallplatten wird der Elektronenstrahl abgelenkt - x-Ablenkung durch Sägezahnspannung

Was ist der Unterschied zwischen einem Sensor und einem Messgerät?

Sensor ist Teil eines Messgerätes, das Messgerät dient zum Messen der Größen und ist meist bestandteil mehrerer Bauteilen. Ein Sensor formt nicht-elektrische Signale in elektr. Signale um.

Was für ein Sensortyp ist der im Praktikum eingesetzte Abstandssensor?

Aktiver Sensortyp. Triggerung: Sendet (triggert) ein Infrarotstrahl und wartet bis es zurückkommt.

Wie funktioniert die Triggerung beim Oszilloskop?

Es werden die Ablenkungen solange angehalten bis das zu mesende Signal einen definierten Spannungswert erreicht, dadruch werden die Perioden stets übereinander gezeichnet

Wofür benötigt man ein Dunkelbild?

Jeder Pixel hat einen belichtungszeitabhängigen Minimalwert, der man durch Subtraktion deines Dunkelbildes entfernen kann

Was ist der Unterschied zwischen einer Frequenz und Kreisfrequenz?

Die Frequenz misst die Anzahl der Schwingungen in einem Zeitraum, die Kreisfrequenz die Anzahl der Umdrehungen in einem Zeitraum

Was ist der Betrag von 2-2i?

|z| = sqrt(r^2 + i ^2) -- |z| = sqrt(8)

Warum sind komplexe Zahlen wichtig in der Signalverarbeitung?

Weil sich damit über die Eulerformel kombinierte Sinus-und Cosinussignale besonders einfach beschreiben lassen.

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