Die digitale Verarbeitung analoger Signale in Theorie und Praxis: Fortbildungsseminar Jülich, im April 1989

Mit dem Digitalen Signalprozessor, einem Kind jüngerer Entwicklungen auf dem Gebiet der Mikroelektronik, ist den Entwicklern und Anwendern analog arbeitender elektronischer Schaltungen die Möglichkeit gegeben worden, diese durch numerisch, in Echtzeit arbeitende Anordnungen mit sehr interessanten Eigenschaften zu ersetzen und durch solche mit bis jetzt noch nicht realisierbaren Eigenschaften zu ergänzen. Im Zentrallabor für Elektronik (ZEL) der KFA wurde im Frühjahr 1989 zu diesem Thema ein Fortbildungsseminar mit dem Titel "Die digitale Verarbeitung analoger Signale" veranstaltet, in dem Wissenschaftler und Ingenieure der KFA in zehn halbtägigen Vortragsveranstaltungen mit den theoretischen Grundlagen der Systemauslegung und in einem anschließenden Praktikum mit der praktischen Umsetzung der Erkenntnisse vertraut gemacht wurden. Die große Zahl von über 30 Teilnehmern dokumentiert ein breites Interesse an diesen neueren Methoden. Für die Unterstützung und die tatkräftige Mitwirkung bei diesem Seminar ist das ZEL Herrn Prof. Dr. U. Eckhart, Institut für Angewandte Mathematik der Universität Hamburg, Herrn Prof. W. Jansen von der Fachhochschule Aachen, Abteilung Jülich, und Herrn Dipl.Ing. F. Janssen vom Institut für Grenzflächenforschung und Vakuumphysik (IGV) der KFA sehr dankbar. Die vier Vortragenden des Seminars haben, ausgehend von der an sich allgemein bekannten Theorie der analogen Systeme, die in vertiefter Form geschlossen dargestellt wurde, über die seit mehreren Jahrzehnten ausgearbeitete Theorie für abgetastete Systeme, die in Praktikerkreisen aber allgemein noch nicht bekannt ist, die theoretischen Grundlagen dargestellt, die für den effektiven Umgang mit den neuen Methoden und der neuen Technik benötigt werden. Besonders interessant ist dabei nicht nur die Möglichkeit, bekannte analoge elektronische Schaltungen durch solche in numerischer Arbeitsweise zu ersetzen, sondern vor allem auch die, sogenannte mehrdimensionale Signale, wie sie beispielsweise in der Bildverarbeitung auftreten, optimal und in Echtzeit zu verarbeiten. Analog arbeitende elektronische Schaltungen enthalten passive Bauelemente, deren Eigenschaften durch die Natur in der Art ihrer Funktionsweise und der Stabilität der Bauelementeparameter bezüglich ihres Temperatur- und Zeitverhaltens festgelegt sind. Bei numerisch arbeitenden Signalverarbeitungssystemen gibt es diese Beschränkung nicht. Neue Schaltungen können entworfen werden, die aus "synthetischen Bauelementen" aufgebaut sind. Ihre Eigenschaften sind mathematisch formuliert und nicht von der Natur vorgegeben. Stabilitätsprobleme in solchen Schaltungen sind vorwiegend mathematischer Natur und erfordern bei ihrer Auslegung gute Kenntnisse der numerischen Mathematik. [...