Die Systemtheorie ist die Grundlage vieler Gebiete der Elektro- und Informationstechnik, etwa der Nachrichtentechnik, der Regelungstechnik, der digitalen Signalverarbeitung und der Hochfrequenztechnik. Sie erweist sich als ein mächtiges Werkzeug des Ingenieurs sowohl zur Analyse, als auch zur Synthese von Systemen und ermöglicht ein Verständnis durch Abstraktion auf wesentliche Eigenschaften und Zusammenhänge.

Die Vorlesung ist eine elementare Einführung in die Signal- und Systemtheorie. Begonnen wird mit der Beschreibung diskreter Signale und Systeme mittels der z-Transformation. Damit wird erreicht, dass schnell und mit einfacher Mathematik in die Problematik der Systemtheorie eingeführt werden kann. Danach werden die erforderlichen mathematischen Grundlagen für die Beschreibung analoger Signale und Systeme bereitgestellt. Die im diskreten Fall benutzten Methoden der Systemtheorie werden dabei wiederholt und auf den kontinuierlichen Fall erweitert. Es wird die Fourier-Transformation als zentrales Werkzeug im Detail eingeführt und Methoden zur Systemanalyse im Zeit- und Frequenzbereich erörtert. Darauf aufbauend wird der Zusammenhang von analogen und diskreten Signalen mit Hilfe des Abtasttheorems erläutert. Im Anschluss wir die Laplace-Transformation als Erweiterung der Fourier-Transformation behandelt und diese auf lineare passive Netzwerke angewandt. Die Vorlesung schließt mit einer Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung und in die Theorie stochastischer Signale.

• Einfürung
• Diskrete Signale
• Diskrete LTI-Systeme (FIR, IIR)
• z-Transformation
• Stabilität, Pol-Nullstellendiagramme
• Distributionen, insbesondere der Dirac-Impuls
• Kontinuierliche Signale
• Kontinuierliche LTI-Systeme
• Eigenfunktionen
• Fourier Transformation
• Hilberttransformation
• Spektren von Folgen, Fourierreihen; Zusammenhänge zwischen den Transformationen
• Abtasttheorem
• Diskrete Fouriertransformation
• Laplace Transformation
• Anwendung auf RLC-Netzwerke
• Bode-Diagramm
• Diskrete und Kontinuierliche Wahrscheinlichkeitstheorie; Gaussches Rauschen
• Stochastische Prozesse, Stationarität, Ergodizität
• LTI-Systeme mit stochastischer Erregung

• T. Frey, M. Bossert: Signal- und Systemtheorie. B.G. Teubner Verlag, 2004.
• R. Unbehauen: Systemtheorie 1: Allgemeine Grundlagen, Signale und lineare Systeme im Zeit- und Frequenzbereich. Oldenbourg Verlag, 8. Auflage, 2002.
• B. Girod, R. Rabenstein, A. Stenger: Einführung in die Systemtheorie. B.G. Teubner, Stuttgart, 1997.
• H.W. Schüßler: Netzwerke, Signale und Systeme 2 - Theorie Kontinuierlicher und diskreter Signale und Systeme. Springer Verlag, Berlin, 3. Auflage, 1991.
• N. Fliege: Systemtheorie. B.G. Teubner Verlag, Stuttgart, 1991.
• J.R. Ohm. H.-D. Lüke: Signalübertragung. Springer Verlag 8. Auflage, 2002.
• K.D. Kammeyer, V. Kühn: Digitale Signalverarbeitung, B.G. Teubner, Stuttgart, 1998.
• O. Föllinger: Laplace- und Fourier-Transformation, Hüthig Buch Verlag 5. Auflage, Heidelberg, 1990.
• G. Doetsch: Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace- und der z-Transformation. Oldenbourg, München, 1981.
• E. Hänsler: Statistische Signale, Grundlagen und Anwendungen. Springer Verlag, Berlin, 2001.
• J.F. Böhme: Stochastische Signale, B.G. Teubner, Stuttgart, 1998.

Eine Liste der empfohlenen Bücher finden Sie auch über den "Semesterapparat" des KIZ.

Die Übung vom Dienstag, 23.12.2014, wird auf Dienstag, 16.12.2014, 8:30 (blauer Hörsaal) vorverlegt. Die Übung am Dienstag, 16.12.2014, 16:15 findet ganz normal statt.

Am Dienstag, 14.10.2014, findet statt einer Übung Vorlesung statt und es wird eine Einführung in das Mathematikprogramm MATLAB gegeben. Die erste Übung findet am 21.10.2014 statt.

Die pdf-Dateien sind nur innerhalb des Universitätsnetzwerkes abrufbar.

• Übung 1  ( 21.10. | Lösung)
• Übung 2  ( 28.10. | Lösung)
• Übung 3  ( 04.11. | Lösung)
• Übung 4  ( 11.11. | Lösung)
• Übung 5  ( 18.11. | Lösung)
• Übung 6  ( 25.11. | Lösung)
• Übung 7  ( 02.12. | Lösung)
• Übung 8  ( 09.12. | Lösung, korrigierte Version vom 9.1.)
• Übung 9  ( 16.12., 8:30 Uhr | Lösung)
• Übung 10 ( 16.12., 16:15 Uhr | Lösung)
• Übung 11 ( 13.01. | Lösung)
• Übung 12 ( 20.01. | Lösung)
• Übung 13 ( 27.01. | Lösung)
• Übung 14 ( 03.02. | Lösung)
• Übung 15 ( 10.02. | Lösung)

Die Tutorien beginnen in KW 43. Einige der Termine werden für die Besprechung der Matlab-Projekte genutzt. Dafür müssen die Projekte in jedem Fall zuhause vorbereitet werden! Falls vorhanden sollten Laptops mit zu den Matlab-Tutorien gebracht werden. 

Die pdf-Dateien sind nur innerhalb des Universitätsnetzwerkes abrufbar.

• Matlab-Projekt 1 (KW 43)
• Tutorium 1 (KW 44 | Lösung)
• Matlab-Projekt 2 (KW 45)
• Tutorium 2 (KW 46 | Lösung)
• Tutorium 3 (KW 47 | Lösung)
• Tutorium 4 (KW 48 | Lösung)
• Tutorium 5 (KW 49 | Lösung)
• Tutorium 6 (KW 50 | Lösung)
• Matlab-Projekt 3 & 4 (KW 51)
• Tutorium 7 (KW 52 / KW 2 | Lösung)
• Tutorium 8 (KW 3 | Lösung)
• Tutorium 9 (KW 4 | Lösung)
• Matlab-Projekt 5 (KW 5)
• Matlab-Projekt 6 (KW 6)
• Tutorium 10 (KW 7 | Lösung)

Die Einteilung in die Tutorien erfolgt über Moodle und wird am Dienstag, den 14.10.2014, um 20 Uhr freigeschalten. Ein Tutorium ist auf 12 teilnehmende Studenten begrenzt. Für die Einschreibung wird kein zusätzliches Passwort benötigt.

Folgende Termine stehen zur Wahl:

• Montag, 16-18 Uhr, Raum 45.2.102
• Dienstag, 10-12 Uhr, Raum 47.2.104
• Dienstag, 12-14 Uhr, Raum 45.2.101
• Donnerstag, 16-18 Uhr, Raum 43.2.103

Im Rahmen von Matlab-Projektaufgaben soll der Inhalt der Vorlesung vertieft und geübt werden. Die Matlab-Projekte sind prüfungsrelevant.

Die Projektaufgaben werden in regelmäßigen Abständen im Rahmen der Tutorien nachbesprochen. Falls vorhanden sollten Laptops mit zu den Matlab-Tutorien gebracht werden.

Matlab kann über das Uni Portal heruntergeladen werden. Eine Nutzung ist nur innerhalb des Uni-Netzes möglich. Für eine Nutzung außerhalb des Uni-Netzes ist ein VPN-Client nötig, der ebenfalls aus dem Uni Portal heruntergeladen werden kann (Cisco AnyConnect).

Das Projekt-Skript finden Sie hier als PDF-Datei.

Hier finden Sie die für die Projekte zusätzlich benötigten Matlab-Script-Files, gepackt als ZIP-Datei: SigSys_Mat.zip

Die Einsichtnahme in die zweite Klausur findet am Mittwoch, 29.04.2015, um 16:30 Uhr im Turm (Raum 43.4.201) statt. Die abgegebenen Hilfsblätter können nur bei der Einsichtnahme abgeholt werden.

Die Einsichtnahme in die erste Klausur findet am Dienstag, 07.04.2015, um 16:00 Uhr in Raum 43.2.227 statt.

Die Nachklausur findet am Mittwoch, 15.04.2015, um 10:00 Uhr in H45.2 statt.

Bearbeitungszeit: 2 Stunden

Zugelassene Hilfsmittel:

• Geodreieck, Lineal, Stifte, Folien zum graphischen Falten
• 1 handgeschriebenes DinA4-Blatt (doppelseitig beschreibbar)
• nichtgrafikfähiger, nichtprogrammierbarer Taschenrechner. Keine Smartphones!
• Formelsammlung (wird in der Prüfung ausgeteilt, entspricht Anhang B im Skript)

Am Dienstag, 20.01.2015, um 8:30 findet ausserplanmäßig eine Vorlesung (blauer Hörsaal) statt. Die Vorlesung am Donnerstag, 05.02.2015, entfällt.

Die Übung vom Dienstag, 23.12.2014, wird auf Dienstag, 16.12.2014, 8:30 (blauer Hörsaal) vorverlegt. Die Übung am Dienstag, 16.12.2014, 16:15 findet ganz normal statt.

Die Vorlesung „Signale und Systeme” beginnt am Dienstag, 14.10.2014, um 16:15 Uhr in Hörsaal H45.1 (blauer Hörsaal).

Am Dienstag, 14.10.2014, findet statt einer Übung Vorlesung statt und es wird eine Kurzeinführung in das Mathematikprogramm MATLAB gegeben.

Die Tutorien beginnen in KW 43 mit Matlab-Projekt 1. Falls vorhanden sollten Laptops mit zu den Matlab-Tutorien gebracht werden. 

Die Einteilung in die Tutorien erfolgt über Moodle und wird am Dienstag, den 14.10.2014, um 20 Uhr freigeschalten. Ein Tutorium ist auf 12 teilnehmende Studenten begrenzt. Für die Einschreibung wird kein zusätzliches Passwort benötigt.

Folgende Termine stehen zur Wahl:

• Montag, 16-18 Uhr, Raum 45.2.102
• Dienstag, 10-12 Uhr, Raum 47.2.104
• Dienstag, 12-14 Uhr, Raum 45.2.101
• Donnerstag, 16-18 Uhr, Raum 43.2.103

Das Skript zur Vorlesung (Kopie der Vorlesunsgfolien) ist über den Druckservice der Fachschaft erhältlich.

Die Lehrveranstaltung „Signale und Systeme” besteht aus folgenden Teilen (alle sind Klausur-relevant):

• Vorlesung (3 SWS), Do. 10:15–13:00 Uhr
• Übung (2 SWS), Di. 16:15–17:45 Uhr
• Tutorium (2 SWS), nach Gruppeneinteilung in Kleingruppen
• (Matlab)Projekt (1 SWS), freie Zeiteinteilung und individuelle Bearbeitung