Fachbereich Physik


Navigation und Suche der Universität Osnabrück


Hauptinhalt

Topinformationen

Digitale Signal- und Messdatenverarbeitung/Digital Signal- and Measurement Data Processing [PHY-AFP-15]

4.478

Dozenten

Beschreibung

Modern physical experiments rely at a progressive rate on digital signal processing. Consequently, the realisation of physical experiments as well as the interpretation of resulting measurement data requires an in-depth understanding of the different steps in the signal processing pipeline.

This course (lecture with practical exercises) covers following main topics:
- physical measurement and digital representation of physical data
- sampling and the sampling theorem
- spectral analysis
- discrete-time systems and z-transform
- digital filters
- applications in physical experiments

The course includes practical exercises which are based on two specifically developed boards:
- RTD board: A circuit comprising all steps from an analogue measurement to the digital output. The digital processing is realised around an ATmega 328P microcontroller, identical to the processor used for the Arduino Uno.
- DSMV board: A circuit for real-time digital signal processing. High-quality AD (20bit / 32bit) and DA (20bit) converters are connected to a Cortex-M7 microcontroller (using a Teensy 4.0).

-------

Moderne physikalische Experimente erfordern zunehmend die Verwendung von digitaler Signalverarbeitung. Daher ist für sowohl die Durchführung von physikalischen Experimenten als auch für die Interpretation der resultierenden Daten ein tiefes Verständnis der einzelnen Schritte der Signalverarbeitungskette unerlässlich.

Diese Veranstaltung (Vorlesung mit praktischen Übungen) behandelt u.a. folgende Themen:
- Physikalische Messung und digitale Repräsentation von physikalischen Größen
- Abtastung und das Abtasttheorem
- Spektralanalyse
- Diskrete Zeitsysteme und die z-Transformation
- Digitale Filter
- Anwendungen in physikalischen Experimenten

Der Kurs beinhaltet praktische Übungen, für die zwei spezielle Platinen entwickelt worden sind:
- RTD Platine: Eine Schaltung, welche alle Schritte von einer analogen Messung bis zur digitalen Ausgabe beinhaltet. Die Signalverarbeitung ist mit einem ATmega 328P realisiert, welcher mit dem Prozessor eines Arduino Uno identisch ist.
- DSMV Platine: Eine Schaltung für Signalverarbeitung in Echtzeit. Hochauflösende AD (20bit /32bit) und DA (20bit) Wandler sind an einen Cortex-M7 Mikrocontroller (Teensy 4.0) angeschlossen.

-------
[12.04.2020] Due to the current regulations, the lecture will be online. Further information for access are given under "Ankündigungen". // Aufgrund der aktuellen Vorgaben findet die Vorlesung nur online statt. Weitere Informationen zum Zugang finden Sie unter "Ankündigungen".

Weitere Angaben

Ort: 32/110: Mo. 14:00 - 16:00 (13x), 32/214: Di. 14:00 - 16:00 (14x)
Zeiten: Mo. 14:00 - 16:00 (wöchentlich), Ort: 32/110, Di. 14:00 - 16:00 (wöchentlich), Ort: 32/214
Erster Termin: Mo , 12.04.2021 14:00 - 16:00, Ort: 32/110
Veranstaltungsart: Vorlesung und Übung (Offizielle Lehrveranstaltungen)

Studienbereiche

  • Physik > Promotionsstudiengang "NanoScience"
  • Physik > Masterstudiengang Physik/Physics > Wahlpflichtbereich