Matlab Laboratory – Content
Abbildung 1: Richtdiagramm eines Mikrofon-Arrays
Das Praktikum " MATLAB Advanced – Digitale Signalverarbeitung“ bietet einen tiefen Einblick, der weit über das LEGO-Mindstorms-Praktikum hinausgeht. Es erweitert die bisher erworbenen Kenntnisse im Umgang mit der Programmiersprache als auch mit der Entwicklungsumgebung von MATLAB. Die Anwendungsbeispiele, die in den verschiedenen Versuchen bearbeitet werden, kommen im Wesentlichen aus dem Bereich der digitalen Signalverarbeitung.
MATLAB ist unter Ingenieuren verschiedenster Fachrichtungen sehr beliebt. Die Stärke von MATLAB liegt dabei in der Ausführung numerischer Verfahren der linearen Algebra. Unterstützend stellt MATLAB einen großen Funktionsumfang anhand von sogenannten Toolboxen zur Verfügung, die eine zeiteffiziente Verwendung von MATLAB erst richtig ermöglichen. In diesem Praktikum lernen Sie insbesondere die „Signal Processing Toolbox“ kennen.
Ziele
In zehn Versuchen werden Sie sowohl mit der Programmiersprache als auch mit der Entwicklungsumgebung von MATLAB vertraut gemacht. Dabei lernen Sie die grundlegenden Datenstrukturen und Funktionen problembezogen anzuwenden. Außerdem werden Sie eigene Funktionen für einige Algorithmen aus der digitalen Signalverarbeitung schreiben, deren Ergebnisse Sie mit den Möglichkeiten von MATLAB visuell darstellen.
Abbildung 2: Entstehung von akustischen Echos bei einer Freisprecheinrichtung
Durchführung
Es gibt 10 Versuchstermine, deren Themen sich in einen Schwerpunkt MATLAB und einen Schwerpunkt Signalverarbeitung gruppieren lassen. Die einzelnen Themen sind:
Abbildung 3: Spektrogram eines Sprachsignals
- Schwerpunkt MATLAB:
- Einführung in MATLAB (2 Termine)
- Effiziente Programmierung
- MATLAB C-Schnittstelle
- GUI Entwicklung
- Schwerpunkt Signalverarbeitung:
- Signalanalyse
- Digitale Filterung
- Filterdesign
- Algorithmen zur Störgeräuschreduktion (2 Termine)
Abbildung 4: GUI in MATLAB
Es stehen 8 Rechner mit einer aktuellen Version von MATLAB unter Windows zur Verfügung. Die Aufgaben werden in Zweiergruppen bearbeitet. Die Vorbereitung der Themen findet zu Hause statt und ist nicht Teil des Praktikumstermins.
Audiobeispiel Kanalcodierung