Modulbeschreibung
Elektronik und Regelungstechnik II
Kurzzeichen:
Unterrichtssprache:
ECTS-Credits:
Arbeitsaufwand (h):
Leitidee:
Die Studierenden
- kennen die grundlegenden Eigenschaften von leitungsgebundenen und drahtlosen Übertragungssystemen.
- können das Verhalten von Leitungen bei hohen Frequenzen beschreiben.
- können mit Reflexionsfaktoren und S-Parametern Schaltungen auslegen.
- können Verstärkerschaltungen auslegen und können diese Aufbauen sowie die Funktion erläutern.
- kennen analoge Modulationsverfahren.
- kennen die Multiplexverfahren und können das Funktionsprinzip erläutern und erkennen.
- können einen magnetischen Kreis auslegen.
- können eine Spule und einen Transformator berechnen.
- kennen die Eigenschaften und Limitationen der ungeregelten Stromversorgungen und können diese auslegen.
- kennen die Eigenschaften der linearen Spannungsregler und können für ein vorliegendes Design-Problem einen passenden auswählen und dimensionieren.
- kennen die gebräuchlichsten netzgeführten Stromrichterschaltungen.
- kennen die Eigenschaften und die Arbeitsweise der verschiedenen elektrischen Antriebe.
- kennen die Eigenschaften und die typischen Einsatzgebiete der verschiedenen Leistungshalbleiter und können deren Funktionsprinzipien beschreiben.
- können das Einschwingverhalten von geschalteten Netzwerken bestimmen und simulieren.
- können das statische und dynamische Verhalten von Kühlungssystemen berechnen und sind in der Lage für Systeme mit Leistungsverlusten eine geeignete Kühlung auszulegen.
- können die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.
- können die Messunsicherheitsanalyse inklusiv Fehlerfortpflanzungsgesetz anwenden.
- kennen das Vorgehen und die Zusammenhänge beim Kalibrieren elektrischer Grössen.
- können Standardmesselektronikschaltungen wie AC-Brücke, OP-Messverstärker und Lockin-Verstärker entwickeln.
- können das elektronische Rauschen einer Messschaltung berechnen.
- kennen die verschiedenen Varianten der Abschirmung elektronischer Messsysteme.
- kennen die grundlegenden Funktionsweisen von magnetischen, elektrischen, optischen Sensoren sowie Ultraschallsensoren.
- kennen die technisch relevanten Kenngrößen der obigen kommerziellen Sensortypen.
- können die zu den obigen Sensortypen gehörenden Messelektronikschaltungen entwickeln.
- können die FFT-Analyse anwenden.
- können die Korrelation einsetzen, um Messsignale zu detektieren und Laufzeiten zu messen.
- kennen die grundlegende Funktion und den Aufbau eines einfachen Mikrocontrollers.
- kennen Peripheriemodule eines Mikrocontrollers.
- können Anwendungen auf einem Mikrocontroller implementieren.
- können eine Systemapplikation bestehend aus Hard- und Software auf der Basis eines Lastenheftes entwickeln.
Modulverantwortung:
Lehrpersonen:
Standort (angeboten):
Vorausgesetzte Module:
Modultyp:
Modulbewertung:
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Modulschlussprüfung:
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in vier Teilen statt. Die Kurse Grundlagen der Leistungselektronik, Signalübertragung, Mikrocontroller und Messelektronik und Sensorik bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Während der Unterrichtsphase:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Signalübertragung und Messelektronik und Sensorik je eine Prüfung geschrieben. Im Kurs Projekt elektronische Sensorsysteme mit Datenübertragung wird das Projekt bewertet. Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Grundlagen der Leistungselektronik eine Prüfung geschrieben.
Bewertungsart:
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Signalübertragung und Messelektronik und Sensorik je eine Prüfung (Gewicht je 5%) geschrieben. Im Kurs Projekt elektronische Sensorsysteme mit Datenübertragung wird das Projekt bewertet (Gewicht 25%). Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Grundlagen der Leistungselektronik eine Prüfung (Gewicht 10%) geschrieben.
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in vier Teilen statt. Die Kurse Grundlagen der Leistungselektronik (Gewicht 15%), Signalübertragung (Gewicht 7.5%), Mikrocontroller (Gewicht 25%) und Messelektronik und Sensorik (Gewicht 7.5%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
Die Studierenden
- können einen magnetischen Kreis auslegen.
- können eine Spule und einen Transformator berechnen.
- kennen die Eigenschaften und Limitationen der ungeregelten Stromversorgungen und können diese auslegen.
- kennen die Eigenschaften der linearen Spannungsregler und können für ein vorliegendes Design-Problem einen passenden auswählen und dimensionieren.
- kennen die gebräuchlichsten netzgeführten Stromrichterschaltungen.
- kennen die Eigenschaften und die Arbeitsweise der verschiedenen elektrischen Antriebe.
- kennen die Eigenschaften und die typischen Einsatzgebiete der verschiedenen Leistungshalbleiter und können deren Funktionsprinzipien beschreiben.
- können das Einschwingverhalten von geschalteten Netzwerken bestimmen und simulieren.
- können das statische und dynamische Verhalten von Kühlungssystemen berechnen und sind in der Lage für Systeme mit Leistungsverlusten eine geeignete Kühlung auszulegen.
- können die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.
Modul- und Lerninhalt:
- Magnetischer Kreis
- Reluktanzmodell
- ungeregelte Gleichrichterschaltungen
- netzgeführte Stromrichter
- Thyristorgesteuerte Gleichrichterschaltungen
- Spule
- Transformator
- Motor (DC-Motor, Asynchronmaschine, Synchronmaschine, Schrittmotor, Brushless DC-Motor)
- Transienten Analyse / Schaltvorgänge
- Thermische Auslegung
- Bauelemente Leistungselektronik wie Leistungsdiode, Bipolar Leistungstransitor, Thyristor, GTO (gate turn off thyristor), Leitungs-MOSFET, IGBT (insulated bipolar transitor)
Lehr- und Lernmethoden:
Lehrmittel/-materialien:
Skript und Vorlesungsunterlagen