Modulbeschreibung

Die Studierenden

• können ein komplexes digitales System in einer programmierbaren Logik entwerfen.
• können synchrone Schaltungen entwerfen.
• können ein komplexes System bestehend aus einem Controller mit Peripheriebausteinen auf einer programmierbaren Logik realisieren (System on Chip).

• kennen die Grundlagen von zeitdiskreten Signalen und Systemen.
• können SC-Filter einsetzen.
• kennen die Grundlagen der digitalen Filter.
• können digitale Filter auslegen.
• kennen den Einfluss endlicher Wortlänge auf die Implementierung digitaler Filter.
• kennen die Grundlagen der Multirate-Signalverarbeitung.
• kennen die Funktionsweise von PLLs.

• können Mikrocontroller für komplexe Regelungsaufgaben einsetzen.
• können ein einfaches Echtzeitbetriebssystem anwenden.
• kennen den Aufbau eines digitalen Signalprozessors (DSP) und seinen Einsatz in einer regelungstechnischen Aufgabe.
• können digitale Filter realisieren.

• verstehen die Fachübergreifende Natur der Sensorsysteme.
• können die Teile eines Messsystems in das Konzept des modellbasierten Messens einordnen.
• können nichtlineare Kennlinien von Sensorelementen linearisieren.
• können die erreichbare Auflösung von nichtlinearen Sensorelementen berechnen.
• verstehen die Wirkungsweise von Kalman-Filtern und können diese für einfache Anwendungen entwerfen.
• kennen Beispiele von integrierten Sensorsystemen in unterschiedlichen Anwendungen.
• können die Bedeutung der unterschiedlichen Fachdisziplinen zur Realisierung von komplexen Sensorsystemen bewerten.

• kennen die Zustandsraumdarstellung zur Modellierung linearer dynamischer Systeme im Zeitbereich.
• können lineare dynamische Systeme im Zustandsraum darstellen.
• können überprüfen, ob ein in Zustandsraumdarstellung gegebenes System steuerbar bzw. beobachtbar ist.
• können für lineare dynamische Systeme einen Zustandsregler entwerfen.
• können mittels eines Beobachters nichtmessbare Stör- und Zustandsgrössen zugänglich machen.

Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Zustandsregler und Beobachter eine Prüfung geschrieben. Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mikrocontroller in der Mess- und Regelungstechnik eine Prüfung geschrieben. Im Kurs Sensorsysteme wird eine Studienarbeit bewertet.

Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Zustandsregler und Beobachter eine Prüfung (Gewicht 7%) geschrieben. Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Mikrocontroller in der Mess- und Regelungstechnik eine Prüfung (Gewicht 13%) geschrieben. Im Kurs Sensorsysteme wird eine Studienarbeit bewertet (Gewicht 7%).

Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in fünf Teilen statt. Die Kurse Digitale Filter (Gewicht 20%), Digitale Systeme (Gewicht 13%), Mikrocontroller in der Mess- und Regelungstechnik (Gewicht 20%), Sensorsysteme (Gewicht 10%) sowie Zustandsregler und Beobachter (Gewicht 10%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.

Die Studierenden

• kennen die Grundlagen von zeitdiskreten Signalen und Systemen.
• können SC-Filter einsetzen.
• kennen die Grundlagen der digitalen Filter.
• können digitale Filter auslegen.
• kennen den Einfluss endlicher Wortlänge auf die Implementierung digitaler Filter.
• kennen die Grundlagen der Multirate-Signalverarbeitung.
• kennen die Funktionsweise von PLLs.

• SC-Filter
• Theoretische Grundlagen digitaler Filter 
• Digitale Filter (FIR/IIR)
• Grundlagen der PLLs (Phase Locked Loops)

Skript

Tietze, Schenk: Halbleiterschaltungen

Datenblätter und Applikationsbeschreibung von Bauelementen

Softwarewerkzeuge: SPICE, MATLAB

Die Unterrichtssprache ist Deutsch und/oder Englisch. Der Kurs könnte Hybrid oder online durchgeführt werden.