Digitale Filter Theorie und Praxis mit AVR-Mikrocontrollern

Wie digitale Filter nicht nur nach Rezept, sondern eigenschöpferisch konstruiert werden können, zeigt das Buch anschaulich. Da diese Konstruktion nur mit guten Theoriekenntnissen möglich ist, wird die erforderliche Theorie unter Einsatz graphischer Method

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Digitale Filter Theorie und Praxis mit AVR-Mikrocontrollern

Digitale Filter

Herrad Schmidt ⋅ Manfred Schwabl-Schmidt

Digitale Filter Theorie und Praxis mit AVR-Mikrocontrollern

Herrad Schmidt Institut für Wirtschaftsinformatik Universität Siegen Siegen, Deutschland

ISBN 978-3-658-03522-8 DOI 10.1007/978-3-658-03523-5

Manfred Schwabl-Schmidt Böllenborn, Deutschland

ISBN 978-3-658-03523-5 (eBook)

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Vieweg © Springer Fachmedien Wiesbaden 2014 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media www.springer-vieweg.de

Vorwort

Die Keimzelle des vorliegenden Buches diente einem eher einfachen Zweck. Ein digitales Filter sollte als ein Programmierungsbeispiel für ein Buch über die Softwareentwicklung mit AVR-Mikrocontrollern dienen. Vom Namen her (digital!) war mit ziemlicher Sicherheit zu erwarten, dass dieses Unterfangen problemlos über die Bühne gehen würde. Doch weit gefehlt! Zwar gab es einige Anwendungsbeispiele mit digitalen Filtern des Herstellers der Mikrocontroller, die auch etwas „Theorie“ enthielten, doch waren diese größtenteils unverständlich. Selbst der Zweck solcher Filter, der vom Namen her eigentlich auf der Hand liegt, wurde eher etwas verdunkelt statt erhellt. Es musste also ein genaueres Studium digitaler Filter absolviert werden, um nicht der Gefahr zu erliegen, dem Leser Unfug zu präsentieren. Es stellte sich schnell heraus, dass Veröffentlichungen, die dazu gedacht sind, dem Leser einen schnellen Zugang zur Welt der digitalen Filter zu ermöglichen, nicht dazu geeignet waren, wesentliche Erhellungen in das Dunkel zu bringen, das die Theorie der digitalen Filter immer noch darstellte. Welche Bedeutung könnte wohl den starken Sprüngen (Unstetigkeiten) zukommen, die so viele Phasenantworten zeigten. Und weshalb ist die Gruppenlaufzeit eines digitalen Filters, im Wesentlichen definiert als die Ableitung der Phasenantwort, mit der Anzahl der Abtastintervalle als Einheit versehen, ganz abgesehen davon, dass natürlich nicht alle digitalen Filter durch Abtasten eines analogen Signals gewonnen werden, diese Einheit also minde