Modulbeschreibung

Elektronik und Regelungstechnik II

ECTS-Punkte:
12
Lernziele:

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.

Kurse in diesem Modul

Grundlagen der Leistungselektronik:
  • 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)
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Mikrocontroller:
  • Aufbau von Mikrocontrollern
  • Speicherorganisation
  • Instruktionsformate
  • IO-Ports, SCI, Timer
  • Treiber, Interruptverarbeitung
  • Assembler, Hochsprache (C)
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Projekt elektronische Sensorsysteme mit Datenübertragung:
  • Entwicklung einer Systemapplikation
Projekt mit 0 Lektionen pro Woche
Signalübertragung:
  • leitungsgebundene Übertragungssysteme
  • drahtlose Systeme, Antennen
  • Übertragungskanäle, Leitungstheorie
  • Koax-, Zweidraht, Streifenleitung, Lichtwellenleiter
  • Reflexionsfaktor und S-Parameter
  • Hochfrequenzverstärkerstufen und Breitbandverstärker
  • Modulationsverfahren
  • Frequenzmultiplex, Zeitmultiplex, Codemultiplex
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Messelektronik und Sensorik:
  • Grundlagen (Kalibrierung elektrischer Größen)
  • Messelektronik (Rauschanalyse)
  • Sensorik (elektrische und optische Sensoren, Infrarotsensoren)
  • Anwendung der FFT-Analyse
  • Anwendung der Korrelation
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Disclaimer

Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.