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\documentclass[10pt, a4paper]{exam}
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\usetikzlibrary{automata, arrows.meta, positioning}
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\renewcommand{\solutiontitle}{\noindent\textbf{Antwort}: }
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\SolutionEmphasis{\small}
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\pdfinfo{
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/Title (Grundlagen der Biosignalverarbeitung - Prüfungsvorbereitung)
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/Creator (TeX)
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/Producer (pdfTeX 1.40.0)
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/Author (Robert Jeutter)
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/Subject ()
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}
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\title{Grundlagen der Biosignalverarbeitung - Prüfungsvorbereitung}
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\author{}
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\date{}
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% Don't print section numbers
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\setcounter{secnumdepth}{0}
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\newtcolorbox{myboxii}[1][]{
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breakable,
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freelance,
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title=#1,
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},
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||||
([xshift=5pt]frame.south west);
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||||
(frame.south east) --
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||||
([xshift=-5pt]frame.south east);
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},
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}
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\begin{document}
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\begin{myboxii}[Disclaimer]
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||||
Aufgaben aus dieser Vorlage stammen aus der Vorlesung \textit{Grundlagen der Biosignalverarbeitung} und wurden zu Übungszwecken verändert oder anders formuliert! Für die Korrektheit der Lösungen wird keine Gewähr gegeben.
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\end{myboxii}
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%##########################################
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\begin{questions}
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\question Signalflussgraph
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\begin{parts}
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\part Zeitdiskretes vs. Analog?
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\part Rekursionsgleichung aus Signalflussgraph ermitteln
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\part Übertragungsfunktion Gz(Z) im z-Bereich?
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\part Ermitteln aller Pol und Nullstellen
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\part Zeichne Pol-Nullstellendiagramm mit b=1
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\part Welcher Filtertyp? IIR oder FIR
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\part Ist das System stabil? Begründe
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\part wie muss man b wählen, damit aus dem System ein Allpass wird (mit b>1)?
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\end{parts}
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\question Blockschaltbild
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\begin{parts}
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\part rekursive Gleichung aus Blockschaltbild bestimmen,
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\part Übertragungsfunktion ermitteln
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\part Pol~/Nullstellen bestimmen
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\part Pol~/Nullstellen-Diagramm zeichnen
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\part für welchen Parameter a wird aus rekursiver Gleichung ein FIR-Filter?
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\part in welchem Intervall für a wird Filter stabil, wann/warum instabil?
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||||
\part Eingangssignal als Graph gegeben, Ausgangssignal als Graph bestimmen (Faltung durchführen)
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\end{parts}
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||||
\question Gradiometer
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\begin{parts}
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\part Was ist ein Gradiometer?
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\part Aufbau, Funktionsweise?
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\part Warum stört Erdmagnetfeld nicht? Gradiometerprinzip reicht nicht aus für Erklärung
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\end{parts}
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\question EKG
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\begin{parts}
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\part Wie sieht EKG aus? Zeichnen
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\part Was bedeutet welche Zacke?
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\part Wie und wo abgeleitet (Standardableitung)?
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\part Standardsysteme - Arten der Ableitung (typische Frequenzen/Phasen)?
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\part Anwendungsbeispiele
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\end{parts}
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\question Biosignale
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\begin{parts}
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||||
\part Welche Arten von Signalen existieren?
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\part Störung duch Biosignale, wie beheben?
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\end{parts}
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\question Guarding-Technik beschreiben
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\question Messverstärker
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\begin{parts}
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\part Welcher Phasenfrequenzgang bei Messverstärker?
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\part Warum? Was passiert bei Nichteinhaltung?
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||||
\part Eigenrauschen qualitativ beschreiben, aus welchen Komponenten besteht es
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\end{parts}
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\question EEG
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\begin{parts}
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\part Welche Frequenzbänder?
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\part Zuordnung Kanal zu Spektrum mit Begründung
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\part Nach welchem Prinzip ableiten?
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\part Spektralanalyse EEG (Leitungsspektrum, Auflösung berechnen)
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\part Fenster festlegen, wenn Arzt 0,4Hz Auflösung will
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\end{parts}
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\question AKF periodisch $\leftrightarrow$ aperiodisch (FFT-Shift)
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\question Signal mit $f(t)=2*cos(t*2*\pi *f)$, die Frequenz war 9Hz, das Signal war im Bereich von 0 bis 4,5s gegeben. Gegeben TM,...?
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\begin{parts}
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\part $f=fs:df:fe\rightarrow fs,df,fe$ berechnen
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||||
\part Welcher Effekt verursacht viele Spektralteile? Leckeffekt erklären
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\part Welche Eigenschaft muss eine Fensterfunktion haben damit dieser Effekt verringert wird?
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\part Wie muss man die Eigenschaft der Fensterfunktion wählen, damit 1. Dynamischer Amplitudengang und 2. Gute Auflösung im Spektralbereich entsteht?
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\end{parts}
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\question Adaptive Noise Cancelller
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\begin{parts}
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\part Erläutern Sie anhand eines Blockschaltbilds die Funktionsweise eines adaptiven noise Cancellers
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||||
\part Was muss für das Rauschen gelten, damit das LMS Prinzip angewendet werden kann? Welche Signale müssen korellieren und welche dürfen nicht in Korrelationsbeziehung stehen?
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\end{parts}
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\question Filter
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\begin{parts}
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\part Anhand welcher Merkmale kann man einen Filter klassifizieren, ob er FIR oder IIR ist?
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\part Können FIR instabil werden? Begründen Sie Ihre Vermutung.
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\part Wie kann man schnell die Koeffizienten eines FIR Filters ausrechnen?
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\end{parts}
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\question Übertragung
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\begin{parts}
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\part Warum muss man bei der Übertragung von Biosignale über größere Distanz das Signal modulieren?
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\part Welche Form der analogen Modulation ist besonders Störungsresistent und warum?
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\end{parts}
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\question Abtasttheorem: Welche notwendige und hinreichende Bedingung benötigt man für die Abtastung bei fc=100Hz und USB 0,1...1kHz
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\question Filtertypen (nicht für Informatiker)
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\begin{parts}
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\part Filtertypen anhand ihres Amplitudengangs klassifizieren.
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\part Welcher ist am besten für Biosignale geeignet und warum?
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||||
\part Filtertypen die nach Namen ihres Erfinders heißen? Tscheby, Butter, Bessel
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\end{parts}
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\question LTI System
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\begin{parts}
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\part Blockschaltbild -> daraus die Übertragungsfunktion ableiten,
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\part Z-Transformation,
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\part Stabilität $y(n)=x(n)+2x(n-1)-3(n-1)$?
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\end{parts}
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||||
\question chemische Vorgänge an Elektroden, Probleme bei Signalauswertung
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\question cos Funktion
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\begin{parts}
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||||
\part cos-Fkt. gegeben (Gleichung, Graph zu Original-Fkt. + ihrer DFT), Sample-Freq. 10Hz, Abtastung für 2sec:
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\part Matlab-Befehl ermitteln für Parameter der $DFT(f_s, d_f, f_e)$
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\part Warum im DFT-Graph soviele Freq-Anteile?
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(vmtl. Leck-Effekt)
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\part Ursachen dieses Effekts im Zeit~ und Freq-Bereich (Zeit: Signal nicht genau an Periodengrenze abgeschnitten)
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\part Wie durch Fensterung beheben?
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\part Wie muss Spektrum des Fenster beschaffen sein um:
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\begin{itemize}
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\item hohe spektrale Auflösung
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\item hohe Amplitudendynamik
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\end{itemize}
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||||
zu erreichen?
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\end{parts}
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\question Elektroden: Elektroden auf Haut erzeugen Gleichspannung
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\begin{parts}
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\part wie entsteht diese Gleichspannung?
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\part wie kann man sie reduzieren?
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\end{parts}
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\question Störungen
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\begin{parts}
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||||
\part Welche Arten von Störungen existieren? Mit Erklärungen
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||||
\begin{solution}
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||||
transiente, periodische und biologische
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||||
\end{solution}
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||||
\part Entstehung von biologischen Störungen
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||||
\part Methoden zur Eindämmung von Störungen
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\end{parts}
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||||
\question Berechne mit $t_{ab}=10s$, $f_{s1}=9kHz$ und $f_{s2}=10kHz$, peaks gegeben
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\begin{parts}
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\part Abtasttheorem
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\part Welche Frequenzbereiche der Signale
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||||
\part Fehler - Aliasing, graphisch erklären, wie vermeiden?
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||||
\part wie sieht analoges Signal im Spektrum aus?
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||||
\end{parts}
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\question $H(z)=\frac{1-0,8z^{-1}}{1+0,3z^{-1}}$
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\begin{parts}
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||||
\part Signalflussdiagram zeichnen
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\part IIR oder FIR?
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\part Differenzgleichung?
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||||
\part Pol/Nullstellendiagramm zeichnen?
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||||
\part Stabilität im Z- und Zeitbereich?
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||||
\end{parts}
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||||
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||||
\end{questions}
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||||
\end{document}
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@ -30,6 +30,7 @@ Mitschriften und selbst geschriebene Unterlagen und Hilfen zu Informatik Vorlesu
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- [Cheatsheet](Einführung%20in%20die%20Neurowissenschaften%20-%20Cheatsheet.pdf)
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- [Grundlagen der Biosignalverarbeitung](Grundlagen%20der%20Biosignalverarbeitung.md)
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- [Cheatsheet](Grundlagen%20der%20Biosignalverarbeitung.pdf)
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- [Prüfungsvorbereitung](Grundlagen%20der%20Biosignalverarbeitung%20-%20Prüfungsvorbereitung.pdf)
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||||
- [Grundlagen und diskrete Strukturen](Grundlagen%20und%20Diskrete%20Strukturen.md)
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||||
- [Cheatsheet](Grundlagen%20und%20Diskrete%20Strukturen%20-%20Cheatsheet.pdf)
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||||
- [Short Paper](Grundlagen%20und%20Diskrete%20Strukturen%20-%20short.pdf)
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