Elektronik I (3V1Ü) - WS 13/14

(G. Kemnitz, C. Giesemann)

Die Vorlesung "Elektronik 1" vermittelt, wie kleine Schaltungen aus Widerständen, Kondensatoren und anderen Bauteilen zusammengebaut und berechet werden. Im begleitenden Praktikum Elektronik wird das erlernte Wissen an Steckbrettern und mit echten Bauteilen ausprobiert.

Inhalt der Lehrveranstaltung

  1. stationärer Zustand: Abbildung von Schaltungen mit Quellen, Widerständen, Dioden, Bipolartransistoren, Operationsverstärkern und MOS-Transistoren auf Gleichungssysteme.
  2. Zeitveränderliche Spannungen und Ströme: Kapazität, Induktivität; zeitdiskrete Modellierung; geschaltete Systeme; Schaltungen im Frequenzraum.
  3. Fortgeschrittene Themen: Halbleiterbauelemente; digitale Halbleiterschaltungen; elektrisch lange Leitungen.

Zielgruppe: Diplom Informatik, Informationstechnik, Maschinenbau/Mechatronik, Bachelor Technische Informatik, Maschinenbau, Master Technische BWL

Dokumente

  • Aufgaben WS2013/2014:

    VL-WocheThemaAufgabenblattPunkteAbgabetermin
    1Physikalische Grundlagen und kirchhoffsche Sätze[ElektU1-WS1314.16.pdf]1531.10.2013
    2Widerstandsnetzwerke, Spannungsteiler, Überlagerungssatz[ElektU2-WS1314.16.pdf]1507.11.2013
    3Dioden[ElektU3-WS1314.16.pdf]1314.11.2013
    4Bipolartransistoren 1[ElektU4-WS1314.16.pdf]1421.11.2013
    5Bipolartransistoren 2[ElektU5-WS1314.16.pdf]1628.11.2013
    6MOS-Transistoren[ElektU6-WS1314.16.pdf]1305.12.2013
    7Operationsverstärker[ElektU7-WS1314.16.pdf]1512.12.2013
    8Kapazität, Induktivität, zeitdiskrete Simulation[ElektU8-WS1314.16.pdf]1419.12.2013
    9geschaltete Systeme[ElektU9-WS1314.16.pdf]1216.01.2014
    10Frequenzbereich[ElektU10-WS1314.16.pdf]1423.01.2014
     
    Teilnehmer und Ergebnisse
    Matr.-Nr.A1(15)A2(15)A3(13)A4(14)A5(16)A6(13)A7(15)A8(14)A9(12)A10(14)SumZP
    33735112,58,511,510,013,511,515,010,09,513,0115,04,0
    35583414,010,57,0n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.31,51,0
    37893411,013,08,09,012,08,514,510,59,013,5109,03,5
    38032814,512,08,08,012,59,010,513,010,012,0109,53,5
    38052412,011,56,59,010,59,010,514,011,512,5107,03,5
    38102012,012,06,5n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.30,51,0
    38274613,57,0n.a.n.a.9,57,512,57,06,010,073,02,5
    38598310,54,02,05,5n.a.6,0n.a.n.a.n.a.n.a.28,01,0
    38786815,010,58,07,06,0n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.46,51,5
    38799211,013,07,08,512,08,514,510,08,014,0106,53,5
    39176610,012,0n.a.n.a.12,0n.a.14,5n.a.n.a.14,062,52,0
    39335913,011,56,5n.a.12,0n.a.n.a.10,0n.a.n.a.53,02,0
    39821314,09,09,510,015,012,513,013,511,012,5120,04,0
    39825115,015,011,513,513,511,511,514,011,012,5129,04,0
    4004118,09,06,56,513,09,012,09,59,08,591,03,0
    40192415,08,09,55,55,57,09,08,56,09,083,03,0
    40205911,56,57,04,512,511,513,5n.a.4,09,080,02,5
    40340715,014,510,08,513,510,011,010,59,012,5114,54,0
    40370613,012,55,55,57,09,010,013,58,5n.a.84,53,0
    40420215,09,59,5n.a.n.a.n.a.14,0n.a.8,0n.a.56,02,0
    40764515,013,56,511,011,510,012,513,012,011,5116,54,0
    40778613,011,07,511,59,09,012,0n.a.7,013,593,53,0
    41017114,011,08,59,012,07,57,58,57,5n.a.85,53,0
    4112519,513,59,0n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.32,01,0
    41130913,0n.a.6,510,58,57,5n.a.8,09,011,074,02,5
    41163914,011,56,510,013,510,5n.a.11,59,512,099,03,5
    41308815,015,010,510,014,510,515,010,0n.a.14,0114,54,0
    41455315,013,06,511,513,010,510,010,510,513,5114,04,0
    41462513,013,57,5n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.34,01,0
    41463211,515,07,5n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.34,01,0
    41489015,015,010,510,514,010,515,010,0n.a.13,5114,04,0
    41799614,511,54,07,013,011,09,511,08,013,5103,03,5
    41824110,54,03,0n.a.n.a.n.a.n.a.6,5n.a.n.a.24,01,0
    41829610,5n.a.n.a.n.a.8,0n.a.n.a.6,5n.a.n.a.25,01,0
    41925914,013,55,08,012,08,011,59,59,013,5104,03,5
    420116n.a.15,09,0n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.24,01,0
    4214309,5n.a.2,0n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.11,50,5
    42170813,514,09,510,512,09,012,510,510,014,0115,54,0
    42351111,08,04,53,04,54,512,58,08,013,577,52,5
    43543113,09,010,59,013,59,09,5n.a.n.a.14,087,53,0
    43598111,09,58,59,5n.a.n.a.n.a.n.a.n.a.14,052,52,0
    43721313,09,010,09,513,56,510,0n.a.n.a.n.a.71,52,0

    n.a. -- nicht abgegeben;
    2 Zusatzpunkte erhöhen das Prüfungsergebnis um eine Notenstufe, z.B. von 2.0 auf 1.7

    Vergangene Semester: [WS12/13] [WS11/12] [WS10/11] [WS09/10] [WS08/09] [WS07/08]

  • Hier finden Sie ein Java-Applet zur Simulation elektronischer Schaltungen. Beim Start erscheint eine einfache LRC-Schaltung, andere Schaltungen können über den Menüpunkt "Circuits" geladen werden. Grüne Leitungen signalisieren positive Spannungen, rote negative und graue Verbindungen die Masse. Schalter können mit der Maus geöffnet oder geschlossen werden. Um z.B einen Widerstandswert zu ändern, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf ein Bauteil und dann auf "Edit".

    Interessante Beispiele:

    • Basics->Inductor/Capacitor (Spule/Kondensator)
    • Basics->Voltage Divider (Spannungsteiler)
    • Diodes->Half-Wave Rectifier (Einweggleichrichter)
    • Diodes->Full-Wave Rectifier w/Filter (Brückengleichrichter mit Glättung)
    • Op-Amps->Amplifiers->Inverting Amplifier (Invertierender Verstärker)
    • 555 Timer Chip->Square Wave Generator (Rechteckgenerator mit IC NE555)

  • Die Abbildungs- und Aufgabennummern beziehen sich auf das Lehrbuch: G. Kemnitz. Technische Informatik Band 1: Elektronik. Springer. 2009.

    Berechnung der Ströme zu Abb. 1.15
    Erzeugung eines breitbandigen Testsignals zu Abb.2.103
    Zeigerdarstellung der Wellenausbreitung zu Abb. 3.72
    Zeitdiskrete Simulation der RCL-Schaltung zu Aufgabe 2.8
    Zeitdiskrete Simulation RCL-Schaltung zu Aufgabe 2.9
    Zeitdiskrete Simulation einer CMOS-Inverterketter zu Aufgabe 2.22
    Zusammensetzen eines Ausgabesignals aus Sprungantworten zu Aufgabe 2.22
    Annäherung eines Sägezahns durch eine Fourierreihe zu Aufgabe 2.22
    Frequenz und Phasenfrequenzgang eines Filters mit Operationsverstärker zu Aufgabe 2.27

Literatur

  1. G. Kemnitz. Technische Informatik Band 1: Elektronik. Springer. 2009.
  2. U. Tietze, Christoph Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer-Verlag. 2002.
  3. K.-H. Cordes, A. Waag, N. Heuck: Integrierte Schaltungen. Pearson 2011

Organisation

Die Veranstaltung hat einen Gesamtstundenumfang von 3V+1Ü. Am Mittwoch ist immer Vorlesung und donnerstags findet alle zwei Wochen eine Übung statt. Es wird jede Woche Hausübungen geben. Die Aufgabenstellungen werden jeweils donnerstags bekannt gegeben und erfordern einen Arbeitsaufwand von 30 bis 90 Minuten. Die Ausarbeitungen sind am darauffolgenden Donnerstag abzugeben, werden korrigiert zurückgegenen und fließen in Form von Bonuspunkten in die Prüfungsnote mit ein.

Erlaubte Hilfsmittel für die Prüfung sind eigene Ausarbeitungen und Taschenrechner. Zu den eigenen Ausarbeitungen zählen Mitschriften, die ausgeteilten Foliensätze mit eigenen Kommentaren, die zurückgegebenen korrigierten Hausübungen und selbst angefertigte schriftliche Prüfungsvorbereitungen. Laptops, Handys, Bücher und fremde Ausarbeitungen sind nicht zugelassen.

Auch für die Studiengänge, für die das keine Pflicht ist, ist eine Teilnahme an dem Praktikum Elektronik I zu empfehlen. Für die meisten dieser Studiengänge wird es als Fachpraktikum anerkannt.

Prüfungsergebnis der Klausur vom 18.02.14

Matr.-Nr.Note
3805241.0
3982511.3
3982132.3
4354313.7
4235113.7
426851n.b.
4101711.3
4146322.0
3803281.0
4077862.7
4372133.0
4359812.3
3373513.0
355391n.b.
******1.0
4020593.3
3933591.0
4042023.7
3917662.7
3879922.0
3789341.3
379904n.b.
4037061.7
4192591.3
4179962.7
3977621.3
4113092.3
3878683.3
4148901.0
4127081.0
4034071.3
4116391.7
4019242.3
4130881.3
4004113.7
4076451.0
4145531.0

***** Einverständniserklärung für die Veröffentlichung nicht unterschrieben.

Klausureinsicht: 03.03.2014, 14 bis 16 Uhr im Labor, Inst. Math. Raum 009, oder nach Vereinbahrung