227-0468-00L  Analog Signal Processing and Filtering

SemesterHerbstsemester 2021
DozierendeH. Schmid
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch
KommentarSuitable for Master Students as well as Doctoral Students.



Lehrveranstaltungen

NummerTitelUmfangDozierende
227-0468-00 VAnalog Signal Processing and Filtering2 Std.
Mi08:15-10:00CHN E 46 »
H. Schmid
227-0468-00 UAnalog Signal Processing and Filtering2 Std.
Mi10:15-12:00CHN E 46 »
H. Schmid

Katalogdaten

KurzbeschreibungThis lecture provides a wide overview over analog filters (continuous-time and discrete-time), signal-processing systems, and sigma-delta conversion, and gives examples with sensor interfaces and class-D audio drivers. All systems and circuits are treated using a signal-flow view. The lecture is suitable for both analog and digital designers.
LernzielThis lecture provides a wide overview over analog filters (continuous-time and discrete-time), signal-processing systems, and sigma-delta conversion, and gives examples with sensor interfaces and class-D audio drivers. All systems and circuits are treated using a signal-flow view. The lecture is suitable for both analog and digital designers. The way the exam is done allows for the different interests of the two groups.

The learning goal is that the students can apply signal-flow graphs and can understand the signal flow in such circuits and systems (including non-ideal effects) well enough to gain an understanding of further circuits and systems by themselves.
InhaltAt the beginning, signal-flow graphs in general and driving-point signal-flow graphs in particular are introduced. We will use them during the whole term to analyze circuits on a system level (analog continuous-time, analog discrete-time, mixed-signal and digital) and understand how signals propagate through them. The theory and CMOS implementation of active Filters is then discussed in detail using the example of Gm-C filters and active-RC filters. The ideal and nonideal behaviour of opamps, current conveyors, and inductor simulators follows. The link to the practical design of circuits and systems is done with an overview over different quality measures and figures of merit used in scientific literature and datasheets. Finally, an introduction to discrete-time and mixed-domain filters and circuits is given, including sensor read-out amplifiers, correlated double sampling, and chopping, and an introduction to sigma-delta A/D and D/A conversion on a system level.

This lecture does not go down to the details of transistor implementations. The lecture "227-0166-00L Analog Integrated Circuits" complements This lecture very well in that respect.
SkriptThe base for these lectures are lecture notes and two or three published scientific papers. From these papers we will together develop the technical content.

Details: https://people.ee.ethz.ch/~haschmid/asfwiki/

The graph methods are also supported with teaching videos: https://tube.switch.ch/channels/d206c96c?order=episodes , and a Python-based open-source tool to manipulate graphs is available on https://github.com/hanspi42/signalflowgrapher

Some material is protected by password; students from ETHZ who are interested can write to haschmid@ethz.ch to ask for the password even if they do not attend the lecture.
Voraussetzungen / BesonderesPrerequisites: Recommended (but not required): Stochastic models and signal processing, Communication Electronics, Analog Integrated Circuits, Transmission Lines and Filters.

Knowledge of the Laplace transform and z transform and their interpretation (transfer functions, poles and zeros, bode diagrams, stability criteria ...) and of the main properties of linear systems is necessary.
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengeprüft
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggefördert
Medien und digitale Technologiengefördert
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementgefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgefördert
Kooperation und Teamarbeitgefördert
Kundenorientierunggefördert
Menschenführung und Verantwortunggefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegefördert
Sensibilität für Vielfalt gefördert
Verhandlunggefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgefördert
Kreatives Denkengefördert
Kritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethikgefördert
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion gefördert
Selbststeuerung und Selbstmanagement gefördert

Leistungskontrolle

Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Leistungskontrolle als Semesterkurs
ECTS Kreditpunkte6 KP
PrüfendeH. Schmid
FormSessionsprüfung
PrüfungsspracheEnglisch
RepetitionDie Leistungskontrolle wird in jeder Session angeboten. Die Repetition ist ohne erneute Belegung der Lerneinheit möglich.
Prüfungsmodusmündlich 30 Minuten
Zusatzinformation zum PrüfungsmodusAuf Wunsch kann die Prüfung auch auf Deutsch gemacht werden.
Diese Angaben können noch zu Semesterbeginn aktualisiert werden; verbindlich sind die Angaben auf dem Prüfungsplan.

Lernmaterialien

 
HauptlinkASF Wiki
Weitere LinksTeaching videos
Es werden nur die öffentlichen Lernmaterialien aufgeführt.

Gruppen

Keine Informationen zu Gruppen vorhanden.

Einschränkungen

Keine zusätzlichen Belegungseinschränkungen vorhanden.

Angeboten in

StudiengangBereichTyp
Biomedical Engineering MasterWahlfächer der VertiefungWInformation
Elektrotechnik und Informationstechnologie MasterEmpfohlene FächerWInformation
Elektrotechnik und Informationstechnologie MasterVertiefungsfächerWInformation
Elektrotechnik und Informationstechnologie MasterVertiefungsfächerWInformation
Elektrotechnik und Informationstechnologie MasterEmpfohlene FächerWInformation
Mikro- und Nanosysteme MasterWählbare KernfächerWInformation
Quantum Engineering MasterWahlfächerWInformation