Elektronik 2
Bachelorstudiengang Elektrotechnik - Sensorik
2. Semester
| Modul Elektronik 2 | |
|---|---|
| Modulbezeichnung: | Elektronik 2 |
| Modulniveau | Bachelor |
| ggf. Kürzel | ST2422 |
| ggf. Untertitel | ST2B21 ST2B22 |
| ggf. Lehrveranstaltungen: | Elektronik 2 Labor Elektronik und Messtechnik |
| Studiensemester: | 2 |
| Modulverantwortliche(r): | Prof. Dr. Bantel |
| Dozent(in): | Prof. Dr. Bantel, Prof. Dr. Grünhaupt |
| Sprache: | Deutsch |
| Zuordnung zum Curriculum | Sensorik (Bachelor-Studiengang), Pflichtveranstaltung |
| Lehrform/SWS: | Vorlesung / 4 SWS Labor / 2 SWS |
| Arbeitsaufwand: | Präsenzstudium: 90 h und Eigenstudium: 120 h |
| Kreditpunkte: | 7 CP |
| Voraussetzungen nach Studienprüfungsordnung: | Keine |
| Empfohlene Voraussetzungen: | Vorkenntnisse von Elektronik1, Gleichstromlehre, Bauteile RLC, Dioden, Transistoren (bipolar & FET) mit Grundschaltungen. |
| Angestrebte Lernergebnisse: | Vorlesung: Die Grundschaltungen der Transistoren werden vertieft. Die Studierenden können einfache Transistorschaltungen dimensionieren. Die Einführung in weitere Schaltungskonzepte dient dem Verständnis des Verhaltens von Digitalschaltungen. Nach Besprechung der Grundlagen der Digitaltechnik sowie weiterführenden digitalen Schaltungskonzepten kann der Studierende einfache Probleme der digitalen Schaltungstechnik lösen. Er kann komplexere digitale Schaltungen in ihrer Funktion analysieren und nachvollziehen. Er besitzt einen Überblick - hinsichtlich Datenkommunikation und Energieversorgung - über moderne digitale Systeme. Labor: Die Studierenden besitzen grundlegende praktische Kenntnisse der Elektronik und Messtechnik und kennen die im Labor eingesetzten Geräte mit ihren umfangreichen Funktionalitäten. Sie können elektronische Schaltungen mit Widerständen, Kondensatoren, Spulen, Dioden, Transistoren und Operationsverstärkern sowie einfache Messschaltungen aufbauen und zum tieferen Verständnis der Schaltungen diese auch mit Pspice simulieren. Messfehlerabschätzungen und –berechnungen werden in der Laborpraxis beherrscht. Die Studenten erlernen die zur Charakterisierung einfacherer elektronischer Schaltungen benötigten Messtechniken und die Verifizierung der Messergebnisse anhand von Berechnung und Simulation. |
| Inhalt: | Vorlesung: • Wiederholung der bipolaren Transistorgrundschaltungen • Schaltungen mit Gegenkopplung • Wiederholung Fet - Transistorgrundschaltungen • Schaltungen mit Gegenkopplung • Stromquellen, Darlingtonschaltung, Differenz- & Gegentaktverstärker, (CMOS-)Komplementärverstärker • Anwendung der Schaltungskonzepte in TTL, ECL und CMOS Digitalschaltungen (Bsp. Standardgatter) • Zahlensysteme, Codes • Darstellung logischer Inhalte, Boolesche Regeln und Rechengesetze, Reduktion von Gleichungen • Grundfunktionen logischer ICs • Spezifikation von TTL, ECL und CMOS Familien, Vergleich des Energieverbrauchs • Gehäuse, Pins THT/SMD von Logik ICs • Modifizierende Funktionen (Schmitt Trigger, Open Collector, Tristate etc.) und Verknüpfung verschiedener Logikfamilien bzw. Familien mit unterschiedlicher Betriebsspannung. • Komplexe Gatterschaltungen (Dekodierer, MUX) • IEC- Nomenklatur • Flipflops, Schieberegister, Zähler • Speicher • Programmierbare Schaltungen, GAL, ISP/JTAG, Abel • Grundlagen Schaltwerke • Energieversorgung, Schaltnetzteile • Serielle & parallele Schnittstellen, Bussysteme Labor: • Beherrschung des Oszilloskops im Analog- und digitalen Speicherbetrieb • Messungen an RC-Gliedern • Messung der Schallgeschwindigkeit, RLC-Messbrücken • DMS-Messschaltungen • Messungen an Transistor- und OP-Grundschaltungen zur Erfassung deren charakteristischer Kennwerte |
| Studien-/Prüfungsleistungen: | Vorlesung: Die Kenntnisse der Studenten werden anhand einer schriftlichen Prüfung (benotet) von 120 min Dauer bewertet. Labor: Die Kenntnisse der Studierenden werden in einer praktischen Prüfung (Dauer 60 min) und durch schriftliche Berichte zu den Laborversuchen bewertet. |
| Medienformen: | Vorlesung: • Skript • Folien mit Tageslichtprojektor • Tafelanschrieb • Experimente und Demonstrationen zur Illustration des Vorlesungsstoffes • PC- Simulation mit PSpice mit Beamer • PSpice Übungen im PC-Pool Labor: • Umfangreiche Laboranleitungen • PSPICE-Simulationsprogramm in der Demo-Version, installierbar auch auf privaten PCs der Studierenden |
| Literatur: | Vorlesung: • Vorlesungsskript • Tietze Schenk:, Halbleiterschaltungstechnik. Springer Verlag • Fricke: Digitaltechnik. Vieweg Verlag • Borucki: Digitaltechnik. Teubner Verlag Labor: • Tietze U, Schenk Ch: Halbleiterschaltungstechnik. Springer- Verlag • Hering E, Bressler K, Gutekunst J: Elektronik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Springer-Verlag • Reisch M: Elektronische Bauelemente. Springer-Verlag • Böhme E: Bauelemente der angewandten Elektronik. Vieweg- Verlag • Schmusch W: Elektronische Messtechnik. Vogel-Buchverlag • Lerch R, Kaltenbacher M, Lindinger F, Sutor A: Elektrische Messtechnik – Übungsbuch. Springer-Verlag |