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Modulbeschreibung

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Analoge und digitale Schaltungstechnik

Inhalt

  • Die elektronische Messkette mit passiven Komponenten (RLC-Gliedern) sowie aktiven Stufen (Transistor- und Operationsverstärker)

  • Methoden zum Aufbau und Analyse analoger Filterstufen, Nyquist- und Bode-Diagramm

  • Simulation von einfachen RC-Netzwerken und Verstärkerstufen

  • Grundlagen der digitalen Schaltungstechnik bis zur programmierbaren Logik

  • Entwurf und Simulation von Automaten als Interface in eingebetteten Systemen unter Verwendung von Entwicklungsumgebungen für CPLD und FPGA.

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden

Fachkompetenz:

  • Entwerfen und Aufbauen einfacher passiver elektronischer Filter unter Betrachtung der Frequenzgänge

  • Dimensionieren von elektronischen Verstärkerschaltungen basierend auf Transistoren und/oder Operationsverstärkern

  • Analysieren und Entwerfen von digitalen Schaltungen (Kombinatorik und Schaltwerke) basierend auf einfachen Flip/Flops bis hin zur programmierbaren Logik (PLD)

  • Simulieren gemischter elektronischer Schaltungen unter Verwendung von PSpice-Software (Orcad, LTSpice) in Kombination mit zusätzlichen Modellierungen von Schaltungselementen aus der analogen und digitalen Elektronik.

Methodenkompetenz:

  • Simulieren mit dem Ziel des detaillierten numerischen Ergebnisses, das mittels einfacher Ersatzschaltungen kontrolliert werden kann.

  • Anwenden des Superpositionsprinzips mittels Ãœberlagerung von Teilergebnissen zu dem Gesamtergebnis.

  • Darstellen von Frequenzgängen und deren Interpretation

  • Linearisieren von Kennlinien unter Anwendung der DC- und AC-Analyse

  • Modellieren als Vereinfachung von Bauelementen

  • Entwerfen von Digitalen Automaten und Programmieren von Bausteinen (FPGA) als Interface zwischen Prozessor und Peripherie

Sozial- und Selbstkompetenz:

  • einzeln und in Kleingruppen werden im Labor Aufgaben der analogen und digitalen Schaltungstechnik gelöst und dokumentiert.

ECTS

5 Punkte

Studien- und Prüfungsleistungen

Prüfungsleistungen:
  • Analoge und digitale Schaltungstechnik (90 min, Klausur)
Studienleistungen:
  • Analoge und digitale Schaltungstechnik (Laborarbeit)

Lehr- und Lernformen

  • Analoge und digitale Schaltungstechnik (3 SWS, Vorlesung)
  • Analoge und digitale Schaltungstechnik (1 SWS, Labor)

Studiengänge

  • Mechatronik(MC) - Pflichtmodul

Modulverantwortliche

Prof. Dr.-Ing. Rainer Brucher

Literatur

R. Brucher, V. Schilling-Kästle. Elektronik und Schaltungssimulation.
R. Brucher, V. Schilling-Kästle. Analoge/digitale Schaltungssimulation. , 2009.
Kories, Schmidt-Walter. Taschenbuch der Elektrotechnik. Harri Deutsch, Frankfurt, 1998. ISBN 978-38348-0124-1.
Bernhard Beetz. Elektroniksimulation mit PSpice. Vieweg, 2005. ISBN 3-528-13919-6.
Erwin Böhmer. Elemente der angewandten Elektronik. Vieweg, 2007. ISBN 978-38348-0124-1.
R. Brucher. Laborunterlagen.

Quicklinks