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Modulnummer:
| 11484
- Modul nicht mehr im Angebot ab SS 2024 |
| Modultitel: | Elektrotechnik IV: Digitaltechnik und Schaltungssimulation |
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Electrical Engineering IV: Digital Techniques and Circuit Simulation
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| Einrichtung: |
Fakultät 1 - MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik
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| Verantwortlich: | -
Prof. Dr.-Ing. Killat, Dirk
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| Lehr- und Prüfungssprache: | Deutsch |
| Dauer: | 1 Semester |
| Angebotsturnus: |
jedes Sommersemester
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| Leistungspunkte: |
4
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| Lernziele: | - Die Studierenden können digitale kombinatorische und sequentielle Schaltungen verstehen und entwerfen. Sie kennen die zugrundeliegenden Schaltungstechnologien, deren Funktionsweise und Eigenschaften.
- Die Studierenden können grundlegende Schaltungen, die sie im Rahmen der Elektrotechnik 1 bis 4 kennen lernen, mit einem Schaltungssimulator, der auf SPICE basiert, analysieren.
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| Inhalte: | Digitaltechnik:- Boolsche Algebra
- Grundgatter, komplexe Gatter
- Normalform
- Karnaugh Diagramm und Logik Minimierung
- Beispiele für Kombinatorische Schaltungen
- Dynamisches Verhalten kombinatorischer Schaltungen
- Grundlagen sequentieller Schaltungen
- Automaten (Moore, Mealy, Zustandsdiagramme)
- Speicherelemente Flip-Flop, Multiplexer-basierte Register und Latches, Pegel und Taktflankensteuerung
- Timing in sequentiellen Schaltungen (Setup- und Hold Time)
- Beispiele für sequentielle Schaltungen (Zähler, synchron, asynchron)
- Grundlagen von digitalen Tabellen-Speichern (RAM, statisch und dynamisch, EEPROM-Zelle, Organisation von Speichern, NOR- und NAND-Flash-Speicher Technologien
Schaltungssimulation mit SPICE: - Funktionsweise des Schaltungssimulators basierend auf der modifizierten Knotenanalyse
- Newton Algorithmus, Jakobi-Matrix
- Funktionsweise der DC-Simulation und DC-Arbeitspunkt
- Funktionsweise der AC-Simulation, AC-Anregung und Interpretation der Simulationsergebnisse
- Funktionsweise der Transientensimulation, Parameter, die Simulationsgeschwindigkeit, Konvergenz und Rechengenauigkeit beeinflussen
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| Empfohlene Voraussetzungen: | Kenntnisse:
- Modul 33102 Elektrotechnik I: Gleichstromtechnik und Felder
- Modul 33103 Elektrotechnik II: Wechselstromtechnik
- Modul 33202 Elektrotechnik III: Analogtechnik
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| Zwingende Voraussetzungen: | keine |
| Lehrformen und Arbeitsumfang: | -
Vorlesung
/ 2 SWS
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Übung
/ 2 SWS
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Praktikum
/ 1 SWS
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Selbststudium
/ 45 Stunden
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| Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise: | - Vorlesungsskript ET 4, BTU, LS Mikroelektronik
- Software und Simulationsbeispiele auf der Webseite der BTU zum Download
Englischsprachige Literatur: - Digital Integrated Circuits, A Design Perspective, 2nd Edition, by Jan M. Rabaey, A. Chandrakasan and B. Nikolic, Prentice Hall Electronics and VLSI Series, 2003
- Hinweise zur Verwendung von LT-Spice im Internet: http://cmosedu.com/cmos1/ltspice/ltspice.htm
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| Modulprüfung: | Voraussetzung + Modulabschlussprüfung (MAP) |
| Prüfungsleistung/en für Modulprüfung: | Voraussetzung für die Modulabschlussprüfung:- erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben
Modulabschlussprüfung:
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| Bewertung der Modulprüfung: | Prüfungsleistung - benotet |
| Teilnehmerbeschränkung: | keine |
| Zuordnung zu Studiengängen: | -
Bachelor (universitär) /
Elektrotechnik /
PO 2014
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| Bemerkungen: | Für das Praktikum wird der kostenlose Schaltungssimulator LT-Spice (Switcher-CAD) der Fa. Linear Technologie verwendet. Der Simulator läuft problemlos auf allen Windows-Rechner und unterliegt keinen Begrenzungen bezüglich Knoten oder Elementen. Als Transistorparameter werden die Modelle der 65nm CMOS Technologie der Fa. IBM verwendet. Die Versuche des Praktikums können daher auch selbstständig durchgeführt werden. |
| Veranstaltungen zum Modul: | - Vorlesung Elektrotechnik 4 - Digitaltechnik und Schaltungssimulation
- Übung Elektrotechnik 4 - Digitaltechnik und Schaltungssimulation
- Prüfung Elektrotechnik 4 - Digitaltechnik und Schaltungssimulation
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| Veranstaltungen im aktuellen Semester: | - keine Zuordnung vorhanden
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| Nachfolgemodul/e: |
Auslaufmodul ab: 17.06.2019
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