Prof. Dr. -Ing. Ulf Witkowski

Lehre im Fachgebiet Schaltungstechnik / Industrieelektronik

Messtechnik I / Elektronik I (2. Semester)

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In diesem Modul werden erste Grundlagen der Messtechnik und Elektronik vermittelt. Im Bereich Messtechnik kennen die Studierenden am Ende der Vorlesung wesentliche Grundbegriffe der Messtechnik. Sie sind in der Lage, einfache Fehlerabschätzungen vorzunehmen, kennen wesentliche Hilfsmittel zur Durchführung von Messungen und können Operationsverstärkerschaltungen einsetzen. Im Bereich Elektronik kennen die Studierenden wesentliche Grundbegriffe der Halbleiterphysik sowie die behandelten Bauelemente wie Dioden, Bipolar- sowie MOS-Transistoren und können damit aufgebaute Schaltungen analysieren sowie schaltungstechnisch einsetzen.

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Messtechnik II / Elektronik II (3. Semester)

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Messtechnik II behandelt Grundschaltungen zur Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessung. Neben der Beschreibung von Wechsel- und Mischgrößen sowie Gleichrichteffekten sind Kompensationsverfahren wie die Gleichspannungskompensation und Brückenmessverfahren sowie der Einsatz von analogen und digitalen Oszilloskopen ein Schwerpunkt. In Elektronik II werden MOS-Transistorschaltungen behandelt, das Zeitverhalten von Verstärkerschaltungen diskutiert sowie die Vierpoltheorie als Grundlage für die Schaltungsanalyse besprochen. Weiterhin werden Aufbau und Funktion von weiteren Halbleiterbauelementen wie beispielsweise Triac, Thyristor und IGBT durchgenommen.

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Messtechnik III / Elektronik III (4. Semester)

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In der Messtechnik steht die Leistungsmessung im Vordergrund. Betrachtet werden Ein- und Mehrphasensysteme, die Auswirkungen nicht-sinusförmiger Vorgänge sowie Strom- und Spannungswander. Weiterhin werden Strommessverfahren unter anderem mit Varianten von Stromzangen diskutiert. Schwerpunkt in der Elektronik ist die digitale Schaltungstechnik. Hier werden Grundschaltungen und deren Eigenschaften besprochen und die Charakterisierung digitaler Schaltungen hinsichtlich Robustheit, Leistungsbedarf und Leistungsfähigkeit behandelt. Zudem werden Speichertechnologien wie z.B. SRAM, DRAM und Flash diskutiert.

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Entwurf eingebetteter Systeme (5. Semester)

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Eingebettete Systeme sind fest in einer technischen Umgebung eingebaute Computersysteme, die oft zusammen mit Sensoren und Aktoren für einen spezifischen Zweck genutzt werden. Im Rahmen der Vorlesung werden verschiedene Entwurfsaspekte für eingebettete Systeme besprochen. Eine besondere Herausforderung beim Entwurf solcher Systeme ergibt sich oft durch die Heterogenität der Systemarchitektur, die Komplexität der Aufgabenstellung und durch die Notwendigkeit, eine Vielzahl technischer und ökonomischer Vorgaben einhalten zu müssen. Behandelte Themen kommen aus den Bereichen Computer-Zielarchitekturen, High-Level-Hardwareentwicklung mit der Hardware-Beschreibungssprache VHDL, Leiterplattenentwicklung für den Aufbau komplexer mikroelektronischer Systeme sowie Aufbau- und Verbindungstechniken für eingebettete Systeme.

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Vorlesungsankündigung

Spezielle Gebiete der Schaltungstechnik (6. Semester)

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In der Vorlesung wird eine Einführung in mobile autonome Systeme gegeben. Dies sind Systeme, die mittels Sensoren Informationen aus der Umgebung aufnehmen, die aufgenommenen Daten verarbeiten und zielgerichtet handeln. Thematisch beinhaltet die Vorlesung einen Überblick über eingebettete Hardware für mobile Systeme, High-Level Entwurfsmethoden für digitale Systeme, drahtgebundene und drahtlose Kommunikation, Sensorsysteme sowie Methoden zur Verhaltensrealisierung von autonomen mobilen Systemen. Als Hardware kommen Mikrocontroller und FPGAs, die teilweise in einem Miniroboter eingebettet sind, zum Einsatz. Im Hardwarebereich bildet die Hardwaresynthese aus VHDL und mittels MATLAB/Simulink unter Verwendung des System Generators einen Schwerpunkt.

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Vorlesungsankündigung