德国波鸿大学电子信息工程本科学科设置及内容

德国波鸿大学电子信息专业本科学科设置内容GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIKZIELEDie Studierenden besitzen ein grundlegendes Verständnis der Maxwellschen Theorie in Integralform, sowie einiger Anwendungen dieser Theorie. Sie sind in der Lage, einfache Aufgabenstellungen dazu rechnerisch zu bearbeiten.INHALTInhalt des Moduls ist die Maxwellsche Theorie in Integralform. Diese beschreibt alle makroskopischen, elektromagnetischen Erscheinungen. Ihre Kenntnis wird in zahlreichen Lehrveranstaltungen im weiteren Studienverlauf vorausgesetzt. Das Modul beinhaltet die folgenden Themen:∙Das elektrostatische Feld: Elektrische Feldstärke; elektrische Flussdichte; elektrisches Potential; die Kapazität; Energie und Kräfte im elektostatischen Feld; Materie im elektrischen Feld∙Der elektrische Strom: Stromdichte und Stromstärke; ohmsches Gesetz;Strömungsfelder; Energieumsetzung im elektrischen Stromkreis∙Gleichstromschaltungen: Strom und Spannungen im einfachen Stromkreis; Zweipole;Zusammenschaltung von Zweipolen; die Kirchhoffschen Regeln∙Das magnetische Feld: Magnetische Flussdichte; magnetische Erregung; Lorentz-Kraft;Durchflutungsgesetz; die magnetischen Eigenschaften der Materie; magnetische Kreise;Anwendungen der magnetischen Kraftwirkung∙Die elektromagnetische Induktion: Bewegungsinduktion; Transformationsinduktion;Induktionsgesetz; Selbst- und Gegeninduktion; Berechnung von Induktivitäten; Energie immagnetischen Feld; Wirbelströme und Stromverdrängung∙Der Transformator: Der ideale Transformator; Ersatzschaltungen für den realen Transformator; Einsatzbereiche von TransformatorenGRUNDLAGEN DER INFORMATIONSTECHNIKZIELEIn vielen informationstechnischen Anwendungen (Mobilfunk, Fernsehen etc.) werden Informationen aus physikalischen Signalen gewonnen, verarbeitet und übertragen. Es kann sich dabei um akustische Signale (Sprache, Musik), Bild- und Videosignale, oder auch medizinische Signale (EKG, EEG) handeln.Sofern die Signale nichtelektrischer Natur sind, werden sie in aller Regel vor einer weiteren Verarbeitung in elektrische Signale umgewandelt. Analoge und digitale elektronische Geräte spielen daher bei der Verarbeitung und Übertragung informationstragender Signale eine überragende Rolle. Das Modul 'Grundlagen der Informationstechnik' vermittelt den Studierenden die grundlegenden Prinzipien analoger und digitaler Systeme auf verschiedenen Abstraktionsstufen. Dabei wird ein Kanon an Fertigkeiten entwickelt, der für das weitere Studium von großer Bedeutung ist. Neben den eher mathematisch-handwerklichen Fertigkeiten, wie zum Beispiel das Rechnen mit komplexen Zahlen und die Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung, werden auch wichtige methodische Fertigkeiten eingeübt. Dabei steht die Analyse und selbständige Bearbeitung von Aufgabenstellung, und die Umsetzung der physikalisch/technischen Beschreibung in ein mathematisches Modell im Mittelpunkt. Die Studierenden verstehen nach einem erfolgreichen Abschluss des Moduls die Prinzipien der A/D-Umsetzung, wissen wie der Informationsgehalt eines Signals berechnet wird, und kennen dieEigenschaften linearer Systeme. Sie verstehen die mathematischen Verfahren zur Analyse linearer Netzwerke (Superpositionsprinzip, Methode der Ersatzquelle, graphentheoretische Verfahren), und können sie anwenden. Sie wissen, wie diese Verfahren für harmonische Wechselgrößen im eingeschwungenen Zustand, und für allgemeine periodische Signale einzusetzen sind. Sie erweitern ihre elektrotechnischen Kenntnisse und mathematische Fertigkeiten, um das Zeit- und Frequenzverhalten einfacher linearer Netzwerke, z.B. linearer Zweitornetzwerke, zu analysieren.INHALTIm ersten Teil der Vorlesung 'Grundlagen der Informationstechnik I' werden die Grundbegriffe informationstechnischer Systeme vorgestellt, und anhand aktueller Anwendungen diskutiert. Die Beschreibung und die Eigenschaften analoger, diskreter und digitaler Signale stehen dabei im Mittelpunkt. Informationstheoretische Überlegungen führen schließlich zur Bestimmung des mittleren Informationsgehalts dieser Signale, und zu optimalen Codierverfahren.Der zweite Teil dieser Vorlesung behandelt die Grundlagen linearer elektrischer Netzwerke. Dabei sind insbesondere sinusförmige (harmonische) Ströme und Spannungen als Anregungssignale von Interesse. Die komplexe Wechselstromrechnung wird als mathematisch elegantes Werkzeug zur Berechnung dieser Netzwerke im eingeschwungenen Zustand eingeführt.In der Vorlesung 'Grundlagen der Informationstechnik II' stehen Berechnungsverfahren für Netzwerke, die aus ohmschen Widerständen, idealen Kondensatoren, Spulen und Quellen zusammengesetzt sind, im Mittelpunkt. Dabei werden überwiegend harmonische Anregungsgrößen betrachtet, und das Verhalten dieser Netzwerke als Funktion der Frequenz analysiert. Tiefpass-, Hochpass- und Bandpassfilter werden eingeführt, und deren Verhalten wird berechnet. Darüber hinaus werden Schalt- und Ausgleichsvorgänge in elektrischen Netzwerken behandelt. Zum Abschluss der Vorlesung wird ein Ausblick auf die zeitdiskrete Verarbeitung informationstragender Signale mittels digitaler Prozessoren gegeben.GRUNDLAGEN DER PROGRAMMIERUNGZIELEDieses Modul befähigt die Studierenden - verbunden mit den praktischen Übungen am Computersystem - professionell kleine Programme in Java und C problemgerecht und strukturiert zu entwickeln, zu analysieren und zu überprüfen.INHALTIn dem Modul 'Grundlagen der Programmierung' werden wichtige Programmierparadigmen am Beispiel zweier Programmiersprachen vermittelt. Nachdem im ersten Semester die Konzepte der strukturierten Programmierung - z.B. Variablen, Typen, Ausdrücke, Anweisungen, Kontrollstrukturen und Rekursion -, der prozeduralen und objektorientierten Programmierung eingeführt, und anhand von Übungen veranschaulicht wurden, wird im zweiten Semester die prozedurale Programmierung am Beispiel von C vertieft, welche sich besonders zur hardwarenahen Programmierung eignet.MATHEMATIK AZIELENach dem Besuch der Vorlesung sind die Studierenden gerüstet, grundlegende mathematische Ingenieraufgaben der Algebra und Analysis zu lösen.INHALT∙Reelle und komplexe Zahlen,∙Vektoren, Matrizen, Determinanten, Eigenwerte, Eigenvektoren,∙Folgen, Reihen,∙Elementare Funktionen, Potenzreihen,∙Grenzwerte, Stetigkeit,∙Differenzialrechnung,∙Integralrechnung,∙Einfache gewöhnliche Differenzialgleichungen.MATERIALIEN UND BAUELEMENTEZIELEAusgehend von den mikroskopischen Eigenschaften der Materie und von strukturellen und elektrischen Mechanismen in Feststoffen verstehen die Teilnehmer die wichtigsten Ursachen für die elektronischen Eigenschaften metallischer und halbleitender Materialien sowie die technischen Möglichkeiten ihrer Beeinflussung. Daraus erwächst das Verständnis für den Aufbau elektronischer Bauelemente. Am Beispiel der wichtigsten passiven und aktiven elektronischen Bauelemente gewinnen die Teilnehmer ein grundlegendes Verständnis für ihre physikalische Funktion und ihre Beschreibung durch Modelle und Ersatzschaltungen. Damit sind die Teilnehmer in der Lage, eine fundierte Auswahl geeigneter Bauelemente für den Einsatz in elektronischen Schaltungen vorzunehmen.INHALTDie Eigenschaften und die Funktionsweise elektronischer Bauelemente basiert auf den physikalischen Gesetzen, den Eigenschaften der verwendeten Materialien und dem konkreten Aufbau des Bauelements.Daher werden in diesem Modul zunächst physikalische Grundlagen vermittelt, um dann auf die strukturellen Eigenschaften kristalliner Materialien einzugehen, und die elektronischen Eigenschaften von Metallen und Halbleitern zu verstehen. Darauf aufbauend wird der aktuelle Stand der Technik elektronischer Bauelemente vorgestellt. Dabei werden die wichtigsten elektrischen Kenngrößen eingeführt, Ersatzschaltbilder erarbeitet und die Verwendung der Bauelemente in typischen Schaltungen vorgestellt.MATHEMATIK BZIELEDie Studierenden sind fähig, grundlegende mathematische Ingenieuraufgaben der Analysis zu lösen. Sie kennen Laplace- und Fouriertrasformation, die zur Lösung von Ingenieuraufgaben weit verbreitet sind.INHALT∙Differenzialrechnung für Funktionen von mehreren Variablen,∙Orthonormalsysteme, Fourierreihen,∙Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen,∙Kurvenintegrale, Flächenintegrale,∙Integralsätze,∙Laplace- und Fouriertransformation.PHYSIKZIELEEs wird ein grundlegendes Verständnis physikalischer Mechanismen in der klassischen Mechanik, der Strahlen- Wellenoptik und der zur Erarbeitung der Funktion elektronischer Bauelemente erforderlichen Atomphysik erreicht. Auch die Nutzung der Kernenergie wird grundsätzlich verstanden.INHALTKenntnisse in den physikalischen Grundlagen sind unabdingbare Voraussetzung für das Verständnis der elektronischen Bauelemente und für die meisten elektrotechnischen Systeme. In der speziell auf die Erfordernisse des Studiums der Elektrotechnik abgestimmten Experimental-Lehrveranstaltung wird zunächst die Mechanik durch Betrachtung der Kinematik, Rotationsbewegungen, Schwingungen und Wellen behandelt. Mit dem Übergang zu elektromagnetischen Wellen folgt das Gebiet der Optik mit der geometrischen Optik, Interferenz und Beugung, sowie der Quantenoptik. Schließlich werden die Grundlagen der Atom- und Kernphysik behandelt.ENERGIETECHNIKZIELEDas Prinzip der Gewinnung elektrischer Energie aus unterschiedlichen Primär-energieträgern, sowie deren wesentliche Eigenschaften, Vor- und Nachteile werden verstanden. Die Studierenden entwickeln dadurch auch ein Bewusstsein für die gesellschaftliche und ethische Verantwortung bei der Nutzung von nicht-regenerativen Energien. Die Studierenden überblicken die Zusammenhänge zwischen den wesentlichen Komponenten von Energieversorgungsnetzen, und verstehen die daraus resultierenden Strukturen. Die Studierenden beherrschen die auf physikalischem Verständnis beruhende Modellierung aller wesentlichen Einrichtungen der elektrischen Energietechnik, und können diese auf Basis geeigneter Arbeitstechniken sicher anwenden. Ein fundiertes fachliches Wissen über Maschinen und Geräte wird in unterschiedlichsten Berufsfeldern gefordert, es ermöglicht die Kommunikation mit den Spezialisten der jeweiligen Fachgebiete. Das vermittelte fachliche Wissen über den Energieeinsatz ist im Hinblick auf die aktuelle Diskussion über Energie- und CO2-Problematik wesentlich, um in der öffentlichen Diskussion belastbare Standpunkte vertreten, und fundiert argumentieren zu können. Die praktischen Anteile des Moduls führen zur sicheren Anwendung des Gelernten. Sie fördern und fordern durch die intensive Gruppenarbeit Fachgespräche unter den Studierenden, die auf die heute übliche Gruppenarbeit im betrieblichen und wisschenschaftlichen Umfeld vorbereiten. Wechselnde Verantwortung für die Gesamtleistung der Gruppe trainiert das Verantwortungsbewusstsein und die Fähigkeit zur Zusammenarbeit.INHALTDas Modul umfasst die wesentlichen Grundlagen der Energietechnik sowohl in der Theorie als auch in der Praxis. Die wichtigsten elektrischen Betriebsmittel zur Erzeugung, zum Transport und für die Anwendung elektrischer Energie werden erläutert. Die Gewinnung elektrischer Energie aus verschiedenen Primärenergieträgern sowie erneuerbaren Quellen wird vermittelt. Den Kern des Moduls bilden Transformator, Synchronmaschine, Induktionsmaschine und Gleichstrommaschine. Diese werden in der Vorlesung anhand ihres physikalischen Aufbaus eingeführt. Daraus werden die Grundgleichungen hergeleitet, die die wesentlichen physikalischen Größen der Betriebsmittel und ihr Betriebsverhalten beschreiben. Das Praktikum vertieft das Verständnis, in dem Versuche mit ausgewählten Betriebsmitteln durchgeführt werden, in denen theoretische Vorhersagen mit Messergebnissen verglichen werden. Gleichzeitig ermöglicht das Praktikum Erfahrungen im praktischen Umgang mit energietechnischen Anlagen und Messmitteln. Gruppenarbeit - mit wechselnder Verantwortung - wird gefordert und gefördert.GRUNDLAGENPRAKTIKUM ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK ZIELEAbsolventen sind befähigt, in einem kleinen Team Aufgaben aus dem Bereich der Elektrotechnik und Informationstechnik zu lösen, und die Ergebnisse in ingenieurwissenschaftlicher Weise zu dokumentieren. Sie können gezielt Methoden der strukturierten Analyse anwenden, um beispielsweise Fehler in einer selbst entworfenen Messchaltung, oder deren Realisierung zu finden und zu eliminieren. Sie sind in der Lage, elektrotechnische Experimente unter Beachtung von Sicherheitsvorschriften durchzuführen.INHALTDas Grundlagenpraktikum vermittelt die Umsetzung von Inhalten der Vorlesungen 'Grundlagen der Elektrotechnik', 'Grundlagen der Informationstechnik' und 'Experimentalphysik' in die Praxis. In einem einführenden Versuch werden sie mit grundlegenden elektrischen Messgeräten vertraut gemacht, insbesondere mit dem Oszilloskop, mit dem sie die Zeitfunktionen elektrischer Spannungen sichtbar machen können. In weiteren Versuchen vermessen sie Gleich- und Wechselstromschaltungen, elektrische und magnetische Felder und elektrische Strömungsfelder. Sie untersuchen die Eigenschaften realer Transformatoren, entwerfen und vermessen einfache elektrische Filter. Sie machen Experimente zur Signalabtastung und Quantisierung, und untersuchen Verfahren zur Signalkodierung und -übertragung durch Arbeiten an PCs. Die gerade dargestellten neun elektrotechnischen und informationstechnischen Versuche werden ergänzt um drei physikalische Versuche zum Stoff der Vorlesung 'Experimentalphysik'.Sie erhalten schriftliche Versuchsunterlagen, die sie in die Thematik der Versuche einführen und die Aufgabenstellungen präzisieren. Jeder Versuch wird eingeleitet durch ein Vorgespräch mit dem Versuchsbetreuer, in dem die zugrunde liegende Theorie und die Messaufgaben besprochen werden. Während der eigentlichen Versuchsdurchführung bauen die Studierenden Messschaltungen auf, und führen die erforderlichen Messungen durch. Die Resultate werden in geeigneter Form protokolliert. Auf der Basis dieser Protokolle fertigen Sie Versuchsausarbeitungen an, die den Versuch kurz beschreiben, die Messergebnisse wiedergeben und kommentieren. Die Versuchsberichte werden überprüft und müssen gegebenenfalls korrigiert werden, damit ihnen der Versuch als erfolgreiche Prüfungsleistung anerkannt wird.MATHEMATIK CZIELEDie Studierenden haben Fertigkeiten erreicht, die sie mathematische Ingenieuraufgaben auf den Gebieten der Funktionentheorie und der Differentialgleichungen bewältigen lassen.INHALTIn diesem Modul werden neben der komplexen Funkionentheorie sowohl gewöhnliche, als auch partielle Differentialgleichungen behandelt.SIGNALE UND SYSTEMEZIELEDas Lernziel der Vorlesungen 'Signale und Systeme 1' und 'Signale und Systeme 2' besteht darin, den Studierenden die Grundlagen der Theorie elektrischer Schaltungen zu vermitteln. Besonderer Wert wird dabei auf präzise Begründung und Ausgestaltung der Theorie gelegt. Ausgehend von den als Axiome vorliegenden Grundgleichungen werden die weiteren Ergebnisse daher mittels exakter mathematischer Verfahren hergeleitet, wobei sich die Stoffauswahl an den für die Praxis wichtigen Erfordernissen orientiert. Die Teilnehmer der Vorlesung 'Schaltungsthorie' haben die Grundlagen der Theorie elektrischer Schaltungen verstanden. Damit sind sie fähig, physikalische Verhaltensweisen elektrischer Schaltungen zu erkennen. Ihre Grundkenntnisse versetzen sie in die Lage, aus so genannten Referenzschaltungen Algorithmen für die digitale Signalverarbeitung abzuleiten.Das Lernziel der Vorlesung 'Signale und Systeme' besteht darin, die Systemtheorie, eine weitgehend allgemeine mathematische Beschreibungsmethode der Signaldarstellung, Signalverarbeitung und Signalübertragung mit Hilfe von Systemen, und die entsprechende Beschreibung der Systeme selbst mathematisch fundiert und mit vielen Beispielen den Studierenden so zu vermitteln, dass sie damit praktisch umgehen können und ingenieurmäßige Aufgaben mittleren Schwierigkeitsgrads lösen können.INHALTIm ersten Teil der Vorlesung 'Signale und Systeme 1' werden Grundbegriffe elektrischer Netze behandelt. Hierzu gehören die Themengebiete Topologie elektrischer Netze, Kirchhoff'sche Gleichungen, Inzidenzmatrizen, Satz von Tellegen, Leistung in elektrischen Netzen, Torelemente, Quellen, Reziprozität, Wirkungsfunktionen, Eigenverhalten und Stabilität. Im zweiten Teil der Vorlesung werden Grundbegriffe von Zweitoren behandelt und erklärt, wie diese durch Widerstands-, Leitwert-, Hybrid- und Kettenmatrizen beschrieben werden können.Mathematische Modelle für Signale und für die sie verarbeitenden Systeme werden in der Vorlesung 'Signale und Systeme 2' vermittelt: Kontinuierliche und diskrete Signale, zeitdiskrete lineare und zeitinvariante Systeme (LTI), die z-Transformation, Laplace- und diverse Varianten der Fourier-Transformation, zeitkontinuierliche LTI-Systeme, Abtastung zeitkontinuierlicher Signale, Frequenzbereichsanalyse von LTI-Systemen.TECHNISCHE INFORMATIKZIELEZiel der Lehrveranstaltung 'Digitaltechnik' ist die Vermittlung elementarer Grundlagenkenntnisse aus den Bereichen Boolesche Algebra, Kostenoptimierung digitaler Schaltungen, Aufbau und die Wirkungsweisen von digitalen Grundschaltungen, Aufbau und Funktion von Basisfunktionalitäten, aus denen sich z.B. ein Mirkoprozessorsystem zusammensetzt (wie z.B. Zähler, Schieberegister, ALU, Bustreiber, Speicher). Mit diesem Wissen sollten die Studenten in der Lage sein, zukünftige Entwicklungen in den Integrationstechnologien, und damit in der Digitaltechnik, bezüglich ihrer Möglichkeiten und Grenzen einzuschätzen.Durch eigene Experimente erwerben die Teilnehmer der Lehrveranstaltung 'Eingebettete Prozessoren' vertiefte Programmierkenntnisse zur Assemblerprogrammierung eines konkreten Mikrocontrollers, und zur Anwendungsprogrammierung in der Sprache C für diesen Mikrocontroller.INHALTDas Modul umfaßt mit seinen Lerninhalten zentrale Themengebiete der Digitaltechnik und darauf aufbauend die der Mikroprozessortechnik.Die Digitaltechnik setzt in ihrem Kern auf die zentralen schaltungstechnischen Grundfunktionen NAND, NOR und NOT auf. Über diese Grundfunktionen werden digitale Ja/Nein-Informationen miteinander verknüpft. Aus den Grundfunktionen setzen sich höherwertige digitale Funktionsgruppen wie z.B. Flipflops, Zähler, Schieberegister, Multiplexer, Rechenwerke und Speicher zusammen. Diese sind wiederum Teilfunktionen von so komplexen Systemen wie Mikroprozessor und Mikrocontroller. Die heutige Entwicklung geht dahin, immer mehr digitale Funktionen auf einem Chip zu integrieren - vorzugsweise in der VLSI-gerechten CMOS-Technik. Weiterhin werden in der Lehrveranstaltung 'Digitaltechnik' zentrale Kenntnisse vermittelt über den inneren schaltungstechnischen Aufbau aktueller Logikfamilien, die besonderen Eigenschaften einer CMOS-Logik, die Skalierungseigenschaften von CMOS-Technologien und ihre Auswirkungen auf die elektrischen Eigenschaften logischer Schaltungen und Systeme.Die Digitaltechnik ist in Verbindung mit der auf ihr aufbauenden Computertechnologie aus der aktuellen technischen Entwicklung nicht mehr wegzudenken. Die moderne Computertechnologie ist ein kompliziertes Zusammenspiel aus Hardware und Software. In ihren Schnittstellenbereichen eingebettet befinden sich jeweils Mikrocontroller mit geeigneter Programmierung. Mikroprozessoren bzw. Mikrocontroller als eingebettete Einheiten eignen sich wegen ihrer freien Programmierbarkeit und ihrer signaltechnischen Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichste Anwendungsfälle ideal dazu, als miniaturisierte Steuerzentralen in Geräten eingesetzt zu werden. Mikroprozessoren bzw. Mikrocontroller als eingebettete Einheiten sind in den innovativen Produkten unserer Zeit typisch, wesentlicher Bestandteil einer technischen Lösung.Aufbauend auf dem in der Lehrveranstaltung 'Digitaltechnik' erworbenen Wissen vermittelt die Lehrveranstaltung 'Eingebettete Prozessoren' Grundlagenkenntnisse zum Gesamtspektrum der Anwendungen von prozessorgestützten Schaltungen, wobei die wichtigsten Merkmale des Leistungsstands an Fallbeispielen erläutert werden. Die Lehrveranstaltung vermittelt weiterhin Grundlagenkenntnisse zu typischen Hardware-Komponenten gemäßdem Stand der Technik, und mit Hilfe konkreter beispielhafter Datenblätter, Grundlagenkenntnisse zu Grundsätzen derAssemblerprogrammierung für aktuelle repräsentative Mikrocontroller. Das Zielsystem für die Programmierprobleme ist ein mikrocontrollergestütztes Minimodul, das für ein breites Spektrum von Anwendungen geeignet ist, und zusammen mit der Entwicklungs-Software für eine eigenständige Programmentwicklung zur Verfügung gestellt wird. Während das Assemblerprogrammieren an einigen einfachen Beispielen geübt wird, ist das Ziel des C-Programmier-Problems etwas komplexer: die Nutzung des Minimoduls zur bedienbaren Erfassung und Auswertung von Temperaturen.ELEKTRONISCHE SCHALTUNGENZIELEIn diesem Modul wird das Ziel verfolgt, die Studierenden mit den grundlegenden Aspekten der strukturierten Analyse elektronischer Schaltungen bekannt zu machen. Diese sind für das Verständnis komplexerer Schaltungen notwendig, und bilden die Basis für die Lösung elektronischer Aufgabenstellung und die Synthese von elektronischen Schaltungen.INHALTDie Vorlesung "Elektronische Schaltungen" vermittelt die Grundlagen der Schaltungstechnik mit elektronischen Bauelementen. Ausgehend von den Eigenschaften diskreter passiver und aktiver Elemente wird für steigende Schaltungskomplexität das Übertragungsverhalten analytisch ermittelt, eine vereinfachte Beschreibung abgeleitet und deren Gültigkeit mit Hilfe von CAD-Verfahren bestimmt. Großsignal- und Kleinsignaleigenschaften mit den Ersatzschaltungen werden behandelt, sowie die Einflüsse von Mit- und Gegenkopplung. Die Struktur grundlegender Schaltungen wie Operationsverstärker, Endstufen, Oszillatoren und Komparatoren wird erarbeitet, und die Eigenschaften kommerzieller Bauelemente diskutiert.GRUNDLAGENPRAKTIKUM ELEKTRONISCHE SCHALTUNGENZIELEIn dem Modul wird die Verbindung zwischen der Theorie elektronischer Schaltungen und der praktischen Erprobung im Labor hergestellt. Die Versuche im Labor sind dem Vorlesungsfortschritt angepasst. Die messtechnische Überprüfung der Schaltungseinheiten und der Umgang mit elektronischen Testgeräten sind Gegenstand des begleitenden Praktikums.INHALTDie Vorlesung "Elektronische Schaltungen" vermittelt die Grundlagen der Schaltungstechnik mit elektronischen Bauelementen. Ausgehend von den Eigenschaften diskreter passiver und aktiver Elemente wird für steigende Schaltungskomplexität das Übertragungsverhalten analytisch ermittelt, eine vereinfachte Beschreibung abgeleitet und deren Gültigkeit mit Hilfe von CAD-Verfahren bestimmt. Großsignal- und Kleinsignaleigenschaften mit den Ersatzschaltungen werden behandelt, sowie die Einflüsse von Mit- und Gegenkopplung. Die Struktur grundlegender Schaltungen wie Operationsverstärker, Endstufen, Oszillatoren und Komparatoren wird erarbeitet, und die Eigenschaften kommerzieller Bauelemente diskutiert. Begleitend zur Vorlesung und Übung werden im Praktikum die beiden zentralen Themen der elektronischen Schaltungstechnik - Arbeitspunkteinstellung und Signalübertragung - behandelt. Anhand ausgewählter Versuche wird für diskrete und integrierte Schaltungen der Einfluss äußerer Randbedingungen auf die Übertragungsstabilität ermittelt. DasÜbertragungsverhalten und die Parameter-Empfindlichkeit gegenüber Toleranzen und parasitären Effekten ist Gegenstand der Untersuchungen.GRUNDLAGENPRAKTIKUM ENERGIETECHNIK‚ZIELEDas Prinzip der Gewinnung elektrischer Energie aus unterschiedlichen Primär-energieträgern, sowie deren wesentliche Eigenschaften, Vor- und Nachteile werden verstanden. Die Studierenden entwickeln dadurch auch ein Bewusstsein für die gesellschaftliche und ethische Verantwortung bei der Nutzung von nicht-regenerativen Energien. Die Studierenden überblicken die Zusammenhänge zwischen den wesentlichen Komponenten von Energieversorgungsnetzen, und verstehen die daraus resultierenden Strukturen. Die Studierenden beherrschen die auf physikalischem Verständnis beruhende Modellierung aller wesentlichen Einrichtungen der elektrischen Energietechnik, und können diese auf Basis geeigneter Arbeitstechniken sicher anwenden. Ein fundiertes fachliches Wissen über Maschinen und Geräte wird in unterschiedlichsten Berufsfeldern gefordert, es ermöglicht die Kommunikation mit den Spezialisten der jeweiligen Fachgebiete. Das vermittelte fachliche Wissen über den Energieeinsatz ist im Hinblick auf die aktuelle Diskussion über Energie- und CO2-Problematik wesentlich, um in der öffentlichen Diskussion belastbare Standpunkte vertreten, und fundiert argumentieren zu können. Die praktischen Anteile des Moduls führen zur sicheren Anwendung des Gelernten. Sie fördern und fordern durch die intensive Gruppenarbeit Fachgespräche unter den Studierenden, die auf die heute übliche Gruppenarbeit im betrieblichen und wisschenschaftlichen Umfeld vorbereiten. Wechselnde Verantwortung für die Gesamtleistung der Gruppe trainiert das Verantwortungsbewusstsein und die Fähigkeit zur Zusammenarbeit.INHALTDas Modul umfasst die wesentlichen Grundlagen der Energietechnik sowohl in der Theorie als auch in der Praxis. Die wichtigsten elektrischen Betriebsmittel zur Erzeugung, zum Transport und für die Anwendung elektrischer Energie werden erläutert. Die Gewinnung elektrischer Energie aus verschiedenen Primärenergieträgern sowie erneuerbaren Quellen wird vermittelt. Den Kern des Moduls bilden Transformator, Synchronmaschine, Induktionsmaschine und Gleichstrommaschine. Diese werden in der Vorlesung anhand ihres physikalischen Aufbaus eingeführt. Daraus werden die Grundgleichungen hergeleitet, die die wesentlichen physikalischen Größen der Betriebsmittel und ihr Betriebsverhalten beschreiben. Das Praktikum vertieft das Verständnis, in dem Versuche mit ausgewählten Betriebsmitteln durchgeführt werden, in denen theoretische Vorhersagen mit Messergebnissen verglichen werden. Gleichzeitig ermöglicht das Praktikum Erfahrungen im praktischen Umgang mit energietechnischen Anlagen und Messmitteln. Gruppenarbeit - mit wechselnder Verantwortung - wird gefordert und gefördert.SYSTEMANALYSEZIELEZiel der Lehrveranstaltung Rechnergestützte Systemanalyse ist die Vermittlung von theoretischen und praktischen Grundkenntnissen der rechnergestützten Ingenieurarbeit (Analyse analoger und digitaler Systeme) am Beispiel der Programmsysteme MATLAB, SIMULINK und SPICE.INHALT。