Datenanalyse in der Frequency Domain für die Astro-Teilchen-Physik
Data Analysis in the Frequency Domain for Astroparticle Physics

Modul PH8129

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH8129 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau und Graduiertenausbildung das einmalig angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Fachliche Qualifizierungsmodule für Doktorand(inn)en der Physik (Vorlesungsreihen)

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
30 h 16 h 1 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH8129 ist der Studiendekan der Fakultät Physik.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

The module will give an introduction to the analysis techniques in the frequency domain which finds application for cryogenic detectors, gravitational waves and other experiments that require digital signal processing. The block course will be organized in 4 lectures and 4 dedicated exercises. Lectures: 1) Recap: Fourier series, Fourier transform, Laplace transform (2h). 2) Shannon-Nyquist theorem, aliasing, Discrete Fourier Transform (2h). 3) Noise theory. Shot, Johnson, Flicker and generation-recombination noises. Estimation of the noise power spectral density (2h). 4) Finite (FIR) and infinite (IIR) impulse response filters. Matched (optimal) filter (2h). Exercises 5) Practice 1: Application of the Discrete Fourier Transform (2h) 6) Practice 2: Noise and signal generators (2h) 7) Practice 3: Estimation of the noise power spectral density from data (2h). 8) Practice 4: Application of the matched filter to data (2h).

Lernergebnisse

After successful completion of the module the students are able to:

  1. understand and apply the fundamental concepts of Fourier and Laplace transformations
  2. apply basic data-analysis techniques to detector data
  3. perform a basic noise study of data
  4. develop and apply dedicated simple filters to data

Voraussetzungen

No preconditions in addition to the requirements for the Master’s program in Physics. Basic programming skills.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

SS 2021
ArtSWSTitelDozent(en)TermineLinks
VO 0.5 Data Analysis in the Frequency Domain for Astroparticle Physics Vignati, M. Mi, 14:00–16:00, virtuell
 eLearning
UE 0.5 Exercise to Data Analysis in the Frequency Domain for Astroparticle Physics Strauß, R.
Leitung/Koordination: Vignati, M. 		Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

This module consists of a 4 lectures and 4 exercises. The lecture will provide a solid theoretical background in frequency domain analysis techniques. In the tutorials, the concepts of the lectures will be practiced with concrete examples. In small groups of students, short programs (Matlab, phyton, Root, ...) will be developed.

Medienformen

Presentation with blackboard (lecture online), beamer presentations

Literatur

keine Angabe

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

There will be an oral exam of 30 minutes duration. Therein the achievement of the competencies given in section learning outcome is tested exemplarily at least to the given cognition level using comprehension questions.

Participation in the exercise classes is strongly recommended since the exercises prepare for the problems of the exam and rehearse the specific competencies.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

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