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Grundlagen der Biosignalverarbeitung - Prüfungsvorbereitung.tex

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+\pdfinfo{
+ /Title (Grundlagen der Biosignalverarbeitung - Prüfungsvorbereitung)
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+\title{Grundlagen der Biosignalverarbeitung - Prüfungsvorbereitung}
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+
+% Don't print section numbers
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+\newtcolorbox{myboxii}[1][]{
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+\begin{document}
+\begin{myboxii}[Disclaimer]
+  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.
+\end{myboxii}
+
+%##########################################
+\begin{questions}
+  \question Signalflussgraph
+  \begin{parts}
+    \part Zeitdiskretes vs. Analog?
+    \part Rekursionsgleichung aus Signalflussgraph ermitteln
+    \part Übertragungsfunktion Gz(Z) im z-Bereich?
+    \part Ermitteln aller Pol und Nullstellen
+    \part Zeichne Pol-Nullstellendiagramm mit b=1
+    \part Welcher Filtertyp? IIR oder FIR
+    \part Ist das System stabil? Begründe
+    \part wie muss man b wählen, damit aus dem System ein Allpass wird (mit b>1)?
+  \end{parts}
+
+  \question Blockschaltbild
+  \begin{parts}
+    \part rekursive Gleichung aus Blockschaltbild bestimmen,
+    \part Übertragungsfunktion ermitteln
+    \part Pol~/Nullstellen bestimmen
+    \part Pol~/Nullstellen-Diagramm zeichnen
+    \part für welchen Parameter a wird aus rekursiver Gleichung ein FIR-Filter?
+    \part in welchem Intervall für a wird Filter stabil, wann/warum instabil?
+    \part Eingangssignal als Graph gegeben, Ausgangssignal als Graph bestimmen (Faltung durchführen)
+  \end{parts}
+
+  \question Gradiometer
+  \begin{parts}
+    \part Was ist ein Gradiometer?
+    \part Aufbau, Funktionsweise?
+    \part Warum stört Erdmagnetfeld nicht? Gradiometerprinzip reicht nicht aus für Erklärung
+  \end{parts}
+
+  \question EKG
+  \begin{parts}
+    \part Wie sieht EKG aus? Zeichnen
+    \part Was bedeutet welche Zacke?
+    \part Wie und wo abgeleitet (Standardableitung)?
+    \part Standardsysteme - Arten der Ableitung (typische Frequenzen/Phasen)?
+    \part Anwendungsbeispiele
+  \end{parts}
+
+  \question Biosignale
+  \begin{parts}
+    \part Welche Arten von Signalen existieren?
+    \part Störung duch Biosignale, wie beheben?
+  \end{parts}
+
+  \question Guarding-Technik beschreiben
+
+  \question Messverstärker
+  \begin{parts}
+    \part Welcher Phasenfrequenzgang bei Messverstärker?
+    \part Warum? Was passiert bei Nichteinhaltung?
+    \part Eigenrauschen qualitativ beschreiben, aus welchen Komponenten besteht es
+  \end{parts}
+
+  \question EEG
+  \begin{parts}
+    \part Welche Frequenzbänder?
+    \part Zuordnung Kanal zu Spektrum mit Begründung
+    \part Nach welchem Prinzip ableiten?
+    \part Spektralanalyse EEG (Leitungsspektrum, Auflösung berechnen)
+    \part Fenster festlegen, wenn Arzt 0,4Hz Auflösung will
+  \end{parts}
+
+  \question AKF periodisch $\leftrightarrow$ aperiodisch (FFT-Shift)
+
+  \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,...?
+  \begin{parts}
+    \part $f=fs:df:fe\rightarrow fs,df,fe$ berechnen
+    \part Welcher Effekt verursacht viele Spektralteile? Leckeffekt erklären
+    \part Welche Eigenschaft muss eine Fensterfunktion haben damit dieser Effekt verringert wird?
+    \part Wie muss man die Eigenschaft der Fensterfunktion wählen, damit 1. Dynamischer Amplitudengang und 2. Gute Auflösung im Spektralbereich entsteht?
+  \end{parts}
+
+  \question Adaptive Noise Cancelller
+  \begin{parts}
+    \part Erläutern Sie anhand eines Blockschaltbilds die Funktionsweise eines adaptiven noise Cancellers
+    \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?
+  \end{parts}
+
+  \question Filter
+  \begin{parts}
+    \part Anhand welcher Merkmale kann man einen Filter klassifizieren, ob er FIR oder IIR ist?
+    \part Können FIR instabil werden? Begründen Sie Ihre Vermutung.
+    \part Wie kann man schnell die Koeffizienten eines FIR Filters ausrechnen?
+  \end{parts}
+
+  \question Übertragung
+  \begin{parts}
+    \part Warum muss man bei der Übertragung von Biosignale über größere Distanz das Signal modulieren?
+    \part Welche Form der analogen Modulation ist besonders Störungsresistent und warum?
+  \end{parts}
+
+  \question Abtasttheorem: Welche notwendige und hinreichende Bedingung benötigt man für die Abtastung bei fc=100Hz und USB 0,1...1kHz
+
+  \question Filtertypen (nicht für Informatiker)
+  \begin{parts}
+    \part Filtertypen anhand ihres Amplitudengangs klassifizieren.
+    \part Welcher ist am besten für Biosignale geeignet und warum?
+    \part Filtertypen die nach Namen ihres Erfinders heißen? Tscheby, Butter, Bessel
+  \end{parts}
+
+  \question LTI System
+  \begin{parts}
+    \part Blockschaltbild -> daraus die Übertragungsfunktion ableiten,
+    \part Z-Transformation,
+    \part Stabilität $y(n)=x(n)+2x(n-1)-3(n-1)$?
+  \end{parts}
+
+  \question chemische Vorgänge an Elektroden, Probleme bei Signalauswertung
+
+  \question cos Funktion
+  \begin{parts}
+    \part cos-Fkt. gegeben (Gleichung, Graph zu Original-Fkt. + ihrer DFT), Sample-Freq. 10Hz, Abtastung für 2sec:
+    \part Matlab-Befehl ermitteln für Parameter der $DFT(f_s, d_f, f_e)$
+    \part Warum im DFT-Graph soviele Freq-Anteile?
+    (vmtl. Leck-Effekt)
+    \part Ursachen dieses Effekts im Zeit~ und Freq-Bereich (Zeit: Signal nicht genau an Periodengrenze abgeschnitten)
+    \part Wie durch Fensterung beheben?
+    \part Wie muss Spektrum des Fenster beschaffen sein um:
+    \begin{itemize}
+      \item hohe spektrale Auflösung
+      \item hohe Amplitudendynamik
+    \end{itemize}
+    zu erreichen?
+  \end{parts}
+
+  \question Elektroden: Elektroden auf Haut erzeugen Gleichspannung
+  \begin{parts}
+    \part wie entsteht diese Gleichspannung?
+    \part wie kann man sie reduzieren?
+  \end{parts}
+
+  \question Störungen
+  \begin{parts}
+    \part Welche Arten von Störungen existieren? Mit Erklärungen
+    \begin{solution}
+      transiente, periodische und biologische
+    \end{solution}
+
+    \part Entstehung von biologischen Störungen
+    \part Methoden zur Eindämmung von Störungen
+  \end{parts}
+
+  \question Berechne mit $t_{ab}=10s$, $f_{s1}=9kHz$ und $f_{s2}=10kHz$, peaks gegeben
+  \begin{parts}
+    \part Abtasttheorem
+    \part Welche Frequenzbereiche der Signale
+    \part Fehler - Aliasing, graphisch erklären, wie vermeiden?
+    \part wie sieht analoges Signal im Spektrum aus?
+  \end{parts}
+
+  \question $H(z)=\frac{1-0,8z^{-1}}{1+0,3z^{-1}}$
+  \begin{parts}
+    \part Signalflussdiagram zeichnen
+    \part IIR oder FIR?
+    \part Differenzgleichung?
+    \part Pol/Nullstellendiagramm zeichnen?
+    \part Stabilität im Z- und Zeitbereich?
+  \end{parts}
+
+\end{questions}
+\end{document}

README.md

@@ -30,6 +30,7 @@ Mitschriften und selbst geschriebene Unterlagen und Hilfen zu Informatik Vorlesu
   - [Cheatsheet](Einführung%20in%20die%20Neurowissenschaften%20-%20Cheatsheet.pdf)
 - [Grundlagen der Biosignalverarbeitung](Grundlagen%20der%20Biosignalverarbeitung.md)
   - [Cheatsheet](Grundlagen%20der%20Biosignalverarbeitung.pdf)
+  - [Prüfungsvorbereitung](Grundlagen%20der%20Biosignalverarbeitung%20-%20Prüfungsvorbereitung.pdf)
 - [Grundlagen und diskrete Strukturen](Grundlagen%20und%20Diskrete%20Strukturen.md)
   - [Cheatsheet](Grundlagen%20und%20Diskrete%20Strukturen%20-%20Cheatsheet.pdf)
   - [Short Paper](Grundlagen%20und%20Diskrete%20Strukturen%20-%20short.pdf)