Diese Dissertation behandelt die Verarbeitung der Einhüllenden von Schallen im auditorischen System des Menschen. Es wird die i) Selektivität für Einhüllendenfrequenzen, ii) Kodierung der Modulationstiefe und die iii) Analyse von komplexen Modulationen mit psychoakustischen Methoden untersucht. Ein funktionelles Hörmodell wird vorgeschlagen, das die empirischen Daten erfolgreich beschreibt.Kapitel 1 bestimmt die Bandbreite und die Form auditorischer Modulationsfilter. Kapitel 2 untersucht die Rolle interner und externer Limitationen bei der Detektion und Diskrimination von Amplitudenmodulationen. In Kapitel 3 wird der Einfluss von Schwebungen zwischen Modulationen (Venelope-Fluktuationen) auf Modulationsmaskierungsexperimente untersucht. Kapitel 4 beleuchtet die der Extraktion der Venelope zugrunde liegenden Prozesse in Normal- und Kapitel 5 zeigt, dass die Frequenzselektivität im Einhüllendenfrequenzbereich eine 'wirkliche' spektrale Zerlegung der Einhüllenden widerspiegelt und es sich nicht um einen Prozess handelt, der auf verschiedene Wiederholraten der Einhüllenden abgestimmt ist. <dt.>
This thesis investigates the processing of the envelope of sounds in the human auditory system. Psychoacoustic methods are used to examine the i) envelope-frequency selectivity, ii) coding of amplitude-modulation depth, and the iii) analysis of complex modulations. A functional model of hearing is proposed that successfully accounts for the empirical data. Chapter 1 derives the bandwidth and the shape of auditory modulation filters in terms of a critical-band concept in the envelope-frequency domain. Chapter 2 addresses the role of internal and external limitations in amplitude-modulation detection and discrimination. In Chapter 3, the role of beats between modulations (venelope fluctuations) in modulation-masking experiments is examined. Chapter 4 further investigates the processes underlying the extraction of the venelope in the normal-hearing and sensorineural hearing-impaired auditory system. Chapter 5 shows that the frequency selectivity in the envelope-frequency domain reflects a 'true' limited-resolution spectral decomposition, and not a selective process tuned to different repetition rates of the envelope. <engl.>
Ziel der in dieser Arbeit zur stochastischen Analyse experimenteller Daten verwendeten sog. Markowanalyse ist es, aus gegebenen Daten Rückschlüsse über den den Daten zugrunde liegenden stochastischen Prozess zu ziehen ohne physikalische Annahmen über das betrachtete System machen zu müssen. Im ersten Teil der Arbeit wird die Anwendung dieser Methode in der Turbulenzforschung erläutert, insbesondere auf das Problem der Intermittenz, dem unerwartet häufigen Auftreten sehr grosser Geschwindigkeitsfluktuationen auf sehr kleinen Längenskalen. Die anhand eines exemplarisch ausgewählten Datensatzes ausführlich diskutierte Methode beschreibt diesen Effekt korrekt. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Analyse hochfrequenter Wechselkursdaten (US-Dollar/DM). Auch hier findet sich das Phänomen überproportional häufiger starker Kursschwankungen auf sehr kleinen Zeitskalen. Der Vergleich zwischen den stochastischen Prozessen für Wechselkursmärkte und turbulente Daten eröffnet interessante Analogien. <dt.>
It is the aim of the so-called Markovanalysis to obtain information about stochastic processes of a given system by analysing experimental data without using any assumptions about the physics of the system. In the first part of this thesis, the application of this method in turbulence research is discussed, in particular with respect to the problem of intermittency, i.e. the unexpected frequent occurrences of large velocity fluctuations on small length scales. The method, which is discussed extensively for one exemplarily chosen dataset, yields a correct description of this phenomenon. The second part of this thesis is concerned with the analysis of high frequency exchange rate data (US-Dollar/DM). Theses exchange rates show similarities to turbulence, namely unexpected frequent occurrences of very large price fluctuations on small time scales. A comparison of the stochastic processes underlying FX-markets and turbulence shows interesting analogies. <engl.>
Die Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Analyse von CdTe-Solarzellen. Im ersten präparativen Teil dieser Arbeit stelle ich ein Verfahren vor, in dem das Aktivierungsmittel CdCl2 bzw. NaCl durch Aerosolbeschichtung homogen auf den CdTe-Absorber aufgetragen und zur Aktivierung benutzt wird. Des weiteren wird als Rückkontaktzwischenschicht mittels DC-Kathodenzerstäubung hergestelltes Sb2Te3 untersucht. Die bei 180C Substrattemperatur erhaltene Schicht ist als Kontaktzwischenschicht chemisch stabil und hat eine ausreichende Leitfähigkeit. Bei Raumtemperatur hergestellte Sb-Te-Schichten weisen eine neue Phase des Sb-Te-Materialsystems auf. Im zweiten Teil werden für die ungewöhnlichen Veränderungen der I/U-Kennlinienform durch Beleuchtung der CdTe- bzw. Cu(In,Ga)Se2-Solarzelle Modelle vorgestellt. Diese Modelle basieren auf der Kompensation der Dotierung des CdS bzw. CdTe durch tiefe Störzellen. Die Modelle wurden simuliert und mit gemessenen Daten verglichen. <dt.>
This work concerns with the production and analysis of CdTe solar cells. The first preparative part of this work deals with the activation of the CdTe solar cell. A procedure is shown how to cover the CdTe layer homogeniously with CdCl2 or NaCl via an aerosol deposition. Furthermore an intermediate back contact layer made of DC-sputtered Sb2Te3 is investigated. The intermediate back contact layer prepared at 180C substrate temperature is chemical stable and sufficient conducting. Sb-Te layers produced by room temperature show an unknown phase of the Sb-Te material system. In the second part I present models for the unusual change of the i/v-curve shapes due to illumination of the CdTe- and Cu(In,Ga)Se2-solar cells. These models are based on the compensation of the doping of CdS and CdTe with deep traps. They have been simulated and compared to the measured data. <engl.>
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Phänomenen des Ladungstransports in Halbleitern im Temperaturbereich des flüssigen Heliums. Beim Anlegen eines kritischen elektrischen Feldes kommt es hierbei zum Effekt des Stoßionisationsdurchbruchs, welcher die Bildung von Stromfilamenten zur Folge hat. Als Material wird homogen dotiertes p-Germanium verwendet, das im Fall des Stoßionisationsdurchbruchs eine ungeheure Vielfalt an Verhaltensmustern zeigt. Im Zusammenhang mit der nichtlinearen Dynamik des Halbleitersystems ergab sich die Herausforderung, den Stoßionisationsdurchbruch in p-Germanium ohne störende Wärmestrahlung räumlich zu untersuchen. Um entsprechende Messungen durchführen zu können, wurde ein selbstgebautes Tieftemperatur-Raster-Laser-Mikroskop aufgebaut. Anhand der Ergebnisse läßt sich das dynamische Verhalten des Halbleiters anhand von Strom-Spannungs-Kennlinien, zeitlicher (spontane Oszillationen des Probenwiderstandes) als auch räumlicher (räumlich inhomogene Stromdichteverteilung - Stromfilamente) Strukturbildung verstehen. <dt.>
The extremely sensitiveness of the spontaneous formation of filamentary currentflow against infrared illumination which disturbs or even destroys the elementary process of impact ionization avalanche breakdown in the case of p-germanium, requires to shield the whole sample and the microscope against IR-illumination. As a consequence, the only possible solution of this problem is to incorporate the whole microscope, that means the laser diode, the deflection unit, and the focussing optics, inside an encapsulated sample stage and to immerse the whole apparatus into an cryostat, in order to cool down all components. We study the influence of the lattice temperature, additional IR-illumination, the intensity of the laser beam, and the influence of a transvers magnetic field on the behaviour of the sample. Here we see the extreme sensivity reaction to temperature of p-germanium. By measuring the current-voltage characteristics it is possible to get information about the critical temperature with respect to the oscillatory behaviour of the sample and the stability of the current filaments. The influence of the magnetic field on the structure geometry of the current filaments will be declared by using the dynamics of the charge carriers. <engl.>
Die Arbeit behandelt die strukturelle, elektrische und optische Charakterisierung von Cd 2 SnO 4 -Schichten (CTO). TEM- und GIXRD-Messungen zeigen, daß die Schichten aus Cd2 SnO 4 mit Anteilen von CdO bestehen. Schichtwiderstände von 14 Omega bei gleichzeitiger Transmission von 85% bei 550 nm wurden realisiert. Die Leitfähigkeit der CTO-Schichten erreicht 2800 Omega -1 cm -1 bei Ladungsträgerdichten von 4x10 20 cm -3 und Ladungsträgerbeweglichkeiten von 41 cm 2 V -1 s -1. Durch spektrale Rückrechnung mit Hilfe des Programmes RIG-VM wurden die dielektrischen Funktionen der Schichten bestimmt. Dabei wurden zum ersten Mal die Modelle von Leng et al. und von Hamberg et al. auf CTO angewendet. Im Vergleich mit ITO und ZnO:Al werden die gleichwertigen Eigenschaften des CTO zu diesen Materialien aufgezeigt. Auf einer CTO-Schicht als Ersatz für den ITO/SnO 2 -Frontkontakt wurde eine CdS/CdTe-Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 7,4% hergestellt. <dt.>
The work treats the structural, electrical and optical characterisation of Cd 2 SnO 4 thin films (CTO). TEM- und GIXRD-investigations show that the prepared films consist of cubic Cd 2 SnO 4 with CdO inclusions. Sheet resistances of 14 omega with simultaneous transparency of 85% at 550 nm have been reached. The conductivity of the CTO-films reach 2800 omega -1 cm -1 with carrier densities of 4x10 20 cm -3 and carrier mobilities of 41 cm 2 V -1 s -1. By simulation of the transmission/reflection- and the ellipsometrical spectra with the simulation program RIG-VM the dielectric functions of the CTO-films could be determined. The dielectric funcion models of Leng et al. and of Hamberg et al. have been applied for the first time on CTO. A comparison with ITO and ZnO:Al demonstrates the equivalent properties of CTO. A CdS/CdTe solar cell with a conversion efficiency of 7.4% has been prepared on a CTO-film as a substitute of the commonly used ITO/SnO 2 -frontcontact. <engl.>
Im Rahmen dieser Arbeit wurden die zeitlichen Fluktuationen eines resonatorintern frequenzverdoppelten Festkörperlasers experimentell und numerisch aus zwei Blickwinkeln betrachtet. Zum einen sollten die Fluktuationen mit einer einfachen elektronischen Regelung unterdrückt werden, wobei entsprechende Analysen eines Ratengleichungsmodells durchgeführt wurden. Dabei wurden die beiden orthogonalen Polarisationsrichtungen des unverdoppelten Laserlichts proportional-differentiell auf die Pumprate zurückgekoppelt. Zum anderen wurden die stochastischen und deterministischen Anteile in den Fluktuationen voneinander getrennt und einzeln untersucht. Dieses ist möglich, wenn davon ausgegangen werden kann, da sich die Dynamik des Lasers durch eine Gleichung vom Langevin-Typ beschreiben lät. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen weisen auf eine niedrigdimensional deterministische Dynamik mit stochastischen Anteilen hin. <dt.>
In the context of this thesis the temporal fluctuations of an intracavity frequency doubled solid state laser were regarded experimentally and numerically from two points of view. On the one hand the fluctuations should be suppressed with a simple electronic circuit, whereby appropriate analyses of a rate equation model were executed. The two orthogonal directions of polarization of the fundamental laser wavelength were fed back proportional-differentially to the pump rate. On the other hand the stochastic and deterministic parts in the fluctuations were separated from each other and examined individually. This is possible, if one can assume a description of the laser dynamics by an equation of Langevin type. The results of these investigations refer to a lowdimensional deterministic dynamics with stochastic parts. <engl.>
Es werden drei verschiedene Algorithmen zur Separation konvolutiv gemischter akustischer Signale im Frequenzbereich vorgeschlagen. Im ersten Ansatz (Kapitel 2) wird durch Bedingungen an die Separationsfilter ein Algorithmus zur schnellen Separation von Überlagerungen im Freifeld hergeleitet, der Signaltrennung adaptiv innerhalb von etwa 0,2s Signaldauer erreicht und auch bewegte Sprecher trennt. Der AMDecor Algorithmus (Kapitel 3) trennt Signale in halligen Räumen durch das Kriterium der Dekorrelation von Amplitudenmodulationen in unterschiedlichen Frequenzbändern. Dadurch werden Separation der spektralen Quellkomponenten und ihre konsistente Anordnung in allen Frequenzen in einem einzigen Verarbeitungsschritt erreicht. Es wird gezeigt, daß die Separation auch für Signale mit starkem Nachhall nahe dem theoretischen Optimum liegt. Der in Kapitel 4 vorgeschlagene Algorithmus ähnelt dem AMDecor Algorithmus, basiert jedoch auf Methoden der Statistik zweiter Ordnung. Dadurch kann eine algebraische Lösung angegeben werden, die eine sehr schnelle Separation erlaubt. Dieser Algorithmus wird auch mit anderen mehrdimensionalen Quellsignalen (spektrale Bilddaten) getestet und ist auf das Problem der Quellentrennung bei zeitlich variablem Mischungssystem anwendbar. <dt.>
Three different algorithms for the problem of separating convolutively mixed acoustic signals in the frequency domain are proposed. The first approach (chapter 2) yields an adaptive algorithm for the separation of free-field superpositions by imposing constraints on the separating filter. Separation is attained within approx. 0.2s signal time, and moving speakers are separated. The AMDecor algorithm (chapter 3) separates signals in reverberant rooms using the criterion of Amplitude Modulation Decorrelation across different frequency channels. This enables separation of the sources' spectral components and their consistent order in all frequencies in a single processing step. It is shown that separation is close to the theoretical optimum also for highly reverberant recordings. The algorithm proposed in chapter 4 is similar to the AMDecor algorithm, but uses methods from second-order statistics, making an algebraic solution possible which enables very fast separation. This algorithm has also been evaluated with other multidimensional signals (spectral image data) and is applicable to the problem of source separation with a time-varying mixing system. <engl.>
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Verhalten des Ising-Modells eines Ferromagneten unter dem Einfluß eines starken, zufällig geschalteten externen Magnetfeldes. Ein auf der Master-Gleichung basierender Formalismus für Nicht-Gleichgewichts-Systeme wird eingeführt und auf eine Molekularfeldtheorie des Modells, sowie auf ein- und zwei-dimensionale Varianten angewendet. In Abhängigkeit von der Stärke des Antriebs tritt ein neuartiger Phasenübergang auf, der mit spontaner Symmetriebrechung und dynamischem Einfrieren in Zusammenhang steht. Die stationären Magnetisierungsverteilungen zeigen in weiten Bereichen des Phasendiagramms fraktale Eigenschaften. Für die Molekularfeldtheorie und den eindimensionalen Fall werden analytische Ergebnisse präsentiert, während für das zweidimensionale Modell auf Monte-Carlo-Simulationen zurückgegriffen werden muß. Abschließend wird auf eine neurobiologische Interpretation des Modells eingegangen. <dt.>
This work considers the behavior of the Ising model of a ferromagnet subject to a strong, randomly switching external driving field. A formalism based on the master equation to handle such nonequilibrium systems is introduced and applied to a mean field approximation, and one- and two-dimensional variants of the model. A novel type of phase transition related to spontaneous symmetry breaking and dynamic freezing occurs which depends on the strength of the driving field. The complex analytic structure of the stationary magnetization distributions is shown to range from singular-continuous with euclidean or fractal support to all continuous. Analytic results are presented for the mean field and one-dimensional cases, whereas Monte-Carlo simulations provide insight into the two-dimensional model. Also, an interpretation of the model from a neurobiological point of view is given. <engl.>