Veranstaltungen
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Digitale Schaltungstechnik
Art |
Vorlesung |
Nr. |
EMI316 |
SWS |
2.0 |
Lerninhalt |
- Grundlagen der Logik, logische Basisfunktionen, Normalformen. - Kombinatorische Netze, Schaltnetze, statische Logik. - Digitale Basisschaltungen, TTL, CMOS, innerer Aufbau, Störabstände. - Minimisierung logischer Netze mit graphischen und rechnerischen Verfahren. - Isomorphe und nicht- isomorphe Netze. - Aritmetische kombinatorische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer). - Zeitverhalten, kritischer Pfad, Treiberfähigkeit und Belastung. - Rückkopplung bei Schaltnetzen, Stabilität, Oszillationen. - Speicherelemente, Flipflops, Register und ihre Behandlung und Anwendung. - Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf. - Zustandsdiagramm. - Moore-Automat, Mealey- Automat, sequentielle Schaltwerke
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Literatur |
Jansen, D., Handbuch der Electronic Design Automation, München, Hanser Verlag, 2000 |
Analoge Schaltungstechnik
Art |
Vorlesung |
Nr. |
EMI315 |
SWS |
2.0 |
Lerninhalt |
- Verstärkerentwurf: Ideale und reale gesteuerte Quellen zur Modellierung des Verstärkermechanismus` - Rückgekoppelte Verstärker: Signalflussbild, Schaltung, mathematische Beschreibung - Differenzverstärker, Operationsverstärker, Fehlerminderung durch Gegenkopplung, idealer - Operationsverstärker, virtuell- Null- Verfahren, typische Kennwerte kommerzieller Operationsverstärker. - Schaltungsbeispiele mit Operationsverstärkern: Verstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften, Filter, Messschaltungen; Eigenschaften, Grenzen und Dimensionierungen. - Stromquellen- und Stromspiegelschaltungen. - Analog/Digital- und Digital/Analogwandler: Prinzipieller Aufbau in Abhängigkeit von Genauigkeit und Geschwindigkeit; Verstehen der Spezifikationen, Schnittstellen und Zahlenformate; Kosten- und leistungsgerechte Bausteinauswahl.
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Literatur |
Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016 |
Labor Schaltungstechnik
Art |
Labor/Studio |
Nr. |
EMI317 |
SWS |
2.0 |
Lerninhalt |
Das Schaltungstechnik Labor enthält Versuche sowohl für den Bereich der Analogen- wie auch Digitalen Schaltungstechnik. Der Student bearbeitet in Gruppen zu 2 Studenten 6 Versuche aus folgender Auswahl: Kombinatorische Schaltungen: Aufbau Inverter, Stromaufnahme, Übertragungsverhalten, Störabstand, 2-Bit Addierer, Durchlaufzeit, Logikserie CMOS Differenzverstärker: Simulation eines Differenzverstärkers mit dem Programm PSPICE, Gegentakt und Gleichtaktverstärkung, Frequenzgang, Stabilität, Übertragungsverhalten. Operationsverstärker: Messung Übertragungskennlinie, Verstärkung, Eingangsoffsetspannung, Frequenzgang des realen Verstärkers für unterschiedliche Verstärkungen, Aufbau eines 2 poligen aktiven Filters mit dem Operationsverstärker und Messung des Übertragungsverhaltens. Programmierbare Logik: Entwurf der kombinatorischen Schaltung eines Vergleichers und der sequentiellen Schaltung eines kaskadierbaren Dezimalzählers bis `99` mit Enable, synchronem Reset und Carry. Programmierung und Funktionsnachweis auf GAL-Logikbausteinen. A/D-Wandler: Vermessung eines D/A-Wandlers auf Linearität und Restfehler. Aufbau eines A/D-Wandlers nach dem Verfahren der `successive Approximation`. Basisversuche zum Abtasttheorem. Abtastung eines Signals. Phasenregelkreis: Aufbau eines PLL mit unterschiedlichen Phasendetektoren. Untersuchung des Verhaltens im Zeit- wie im Frequenzbereich. Folgeverhalten, Einrastverhalten, Stabilität. Dimensionierung der Regelparameter. Aufbau eines PLL als Synthesizer. SMD- Technologie: Aufbau einer kleinen Schaltung im SMD-Labor mit SMD-Bausteinen an einem Vakuum- Bestückungsplatz. Reflow- Lötvorgang, Qualitätssicherung unter dem Stereo-Mikroskop (Foto), Inbetriebnahme. Der Versuch vermittelt den kompletten SMD- Fertigungsvorgang für moderne Elektronik. FPGA- Entwurf eines Frequenzzählers: Auf einem Logikentwurfssystem für FPGAs (ALTERA-MAX II ) wird die Schaltung eines Frequenzzählers ergänzt und in wesentlichen Komponenten digital simuliert. Das Gesamtsystem wird in einen FPGA gebrannt und in Funktion demonstriert. ECL-Technik: Die Besonderheiten der Emitter Coupled Logic werden untersucht. Messtechnik mit Leitungsabschluss, Logikschaltungen, ECL- Zähler bis 150 MHz. Pegel und Störabstände. Impulsmesstechnik. Umgang mit einem hochwertigen Samplingoszillographen.
Über die Versuche ist jeweils ein detailliertes Protokoll anzufertigen, welches testiert wird. Das Labor gilt als bestanden, wenn der Student alle 6 Versuche erfolgreich bearbeitet und seine Kenntnisse in einem Laborgespräch nachgewiesen hat.
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Literatur |
- Laborumdrucke, (Hochschule Offenburg, 2000)
- Vorlesungsskript Analoge und Digitale Schaltungstechnik, (2000)
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