Advanced Digital Filters
Advanced Digital Filters

Die Vorlesung beginnt mit einer kurzen Wiederholung der relevanten Begriffe und Grundlagen im Zusammenhang mit digitalen Filtern, wie z.B. die Beschreibung von zeitdiskreten Signalen und linearen zeitinvarianten Systemen, der z-Transformation, kanonische Filterstruktur, etc.

In Kapitel 2 wird der Entwurf von nicht-rekursiven zeitdiskreten (FIR) Filtern vorgestellt.

Kapitel 3 befasst sich mit dem Entwurf rekursiver zeitdiskreter (IIR) Filter.

Kapitel 4 beschreibt den „Switched-Capacitor“-Ansatz im Zusammenhang mit dem Entwurf von Filtern und der Filterung von Signalen.

In Kapitel 5 werden fortgeschrittene Abtast- und Konvertierungsverfahren vorgestellt. Das Kapitel konzentriert sich auf die Überabtastung und Delta-Sigma-Modulation.

Kapitel 6 gibt einen kurzen Überblick über den Einsatz von digitalen Signalprozessoren.

In Kapitel 7 werden spezielle Audiofilter und ihre Anwendung vorgestellt.

Die Studierenden können die wichtigsten Themen und Prinzipien (z.B. den Entwurf und die Analyse rekursiver und nicht rekursiver Systeme, den Einfluss von Zeitdiskretisierung und Werte-quantisierung, die Anwendung spezieller Verfahren) erklären und anwenden und die damit verbundenen Konzepte kritisch hinterfragen.

[1] Zölzer U., „Digitale Audiosignalverarbeitung“, Teubner, Stuttgart, 1997
[2] Johnson, J.R., „Digitale Signalverarbeitung“, (deutsche Version) Carl Hanser Verlag, München 1991
[3] “Introduction to Digital Signal Processing” (engl. version) Prentice-Hall, London 1991
[4] Grünigen, D.Ch., „Digitale Signalverarbeitung“ AT Verlag, Berlin 1993
[5] Tietze, U., Schenk, C., Gamm, E., „Halbleiter-Schaltungstechnik“, Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, 2012
[6] Stotz, D., Abtastung und Digitalisierung. In: „Computergestützte Audio- und Videotechnik“, Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, 2019
[7] Görne, T., „Tontechnik“, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2008

The lecture begins with a short repetition of the relevant terms and basics concerning digital filters, e.g. the description of time-discrete signals and linear time-invariant systems, the z-transformation, canonical filter structure, etc.

In chapter 2 the design of non-recursive time-discrete (FIR) filters is introduced.

Chapter 3 deals with the design of recursive time-discrete (IIR) filters.

Chapter 4 describes the switched-capacitor approach in relation with the design of filters and the filtering of signals.

In chapter 5 advanced sampling and conversion methods are introduced. The chapter focuses on the oversampling and delta-sigma modulation.

Chapter 6 gives a short overview of the use of digital signal processors.

In chapter 7 special audio filters and their application are presented.

The students are able to explain and apply the most important topics and principles (e.g. the design and analysis of recursive and non-recursive systems, the influence of time discretization and value quantization, the use of special procedures) and to examine critically the associated concepts.

[1] Zölzer U., „Digitale Audiosignalverarbeitung“, Teubner, Stuttgart, 1997
[2] Johnson, J.R., „Digitale Signalverarbeitung“, (deutsche Version) Carl Hanser Verlag, München 1991
[3] “Introduction to Digital Signal Processing” (engl. version) Prentice-Hall, London 1991
[4] Grünigen, D.Ch., „Digitale Signalverarbeitung“ AT Verlag, Berlin 1993
[5] Tietze, U., Schenk, C., Gamm, E., „Halbleiter-Schaltungstechnik“, Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, 2012
[6] Stotz, D., Abtastung und Digitalisierung. In: „Computergestützte Audio- und Videotechnik“, Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg, 2019
[7] Görne, T., „Tontechnik“, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2008