Modulbeschreibung

Elektronik und Regelungstechnik II

ECTS-Punkte:
12
Lernziele:

Die Studierenden

  • verstehen die grundlegenden Eigenschaften von leitungsgebundenen und drahtlosen Übertragungssystemen.
  • können das Verhalten von Leitungen beschreiben.
  • können den Reflexionsfaktor und S-Parameter von einfachen Schaltungen berechnen.
  • verstehen die Grundkonzepte der elektromagnetischen Wellen für Anwendungen in drahtlosen Übetragungssystemen.
  • verstehen die Funktionsweise der Antennen und können einfache Antennen auslegen.
  • verstehen die Modulationsverfahren und deren Anwendungen.
  • kennen die Multiplexverfahren und können das Funktionsprinzip erläutern und erkennen.
  • verstehen die Grundlagen der optischen Übertragungssysteme.

 

  • kennen die Eigenschaften der linearen Spannungsregler und können sie richtig einsetzen.
  • kennen die Grund-Topologien und die gebräuchlichsten galvanisch isolierten Wandler.
  • können magnetische Kreise auslegen.
  • können Spulen und Transformatoren mit magnetischen und elektrischen Modellen beschreiben.
  • kennen die Eigenschaften der getakteten Spannungsregler im Allgemeinen und die Eigenschaften der einzelnen Topologien im Speziellen.
  • können für eine gegebene Anwendung die verschiedenen Topologien bewerten und eine geeignete auswählen und auslegen.
  • können Spulen und Transformatoren dimensionieren.
  • können Stromversorgungen auslegen.
  • können die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.
  • kennen die Eigenschaften und die typischen Einsatzgebiete der verschiedenen Leistungshalbleiter und können deren Funktionsprinzipien 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.  

 

  • erstehen die grundlegende Funktion und den Aufbau eines einfachen Mikrocontrollers.
  • verstehen Peripheriemodule eines Mikrocontrollers.
  • können Anwendungen auf einem Mikrocontroller implementieren.

 

  • können eine Systemapplikation auf der Basis eines Lastenheftes entwickeln.

Kurse in diesem Modul

Grundlagen der Leistungselektronik:
  • Auslegung von Spule und Transformator
  • Ferromagnetische Werkstoffe
  • Wirbelstromverluste, Skin-Effekt und Proximity-Effekt
  • Magnetischer Kreis
  • Reluktanzmodell
  • Spule
  • Transformator
  • Schaltregler (Buck-, Boost-, Buck-Boost-, Cuk-, SEPIC- und Buck2-Konverter)
  • galvanisch isolierte Wandler (Forward, Full-Bridge, Half-Bridge, Push-Pull, Current Fed Push-Pull und Flyback)
  • Leistungshalbleiter, wie MOSFET, IGBT (insulated bipolar transistor), Thyristor und GTO (gate turn off thyristor)
  • Thermische Auslegung
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, Leitungstheorie
  • drahtlose Systeme, Antennen
  • Koax-, Zweidraht, Streifenleitung, Lichtwellenleiter
  • Reflexionsfaktor und S-Parameter
  • 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.