Fakultät für Elektround Informationstechnik. Modulhandbuch. Master-Studiengang. Elektrotechnik (Electrical Engineering)

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1 Fakultät für Elektround Informationstechnik handbuch Master- Elektrotechnik (Electrical Engineering)

2 Einleitung Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung e Leistungspunkte Prüfungsleistungen Übersicht über den e Erstes RVS Steuerung und Regelung verteilter Systeme PIN - Prozessinformatik OPT Optische Datenübertragung GEW Getaktete Energiewandler EPS EMV-Prüftechnik und Energiespeicher ITH Informationstheorie Zweites HFM Hochfrequenzmesstechnik SIT Signaltheorie KOM Kommunikationssysteme ELA Elektrische Antriebe HMT Hochspannungsmess- und prüftechnik NES Nachhaltige Energiesysteme TOL Toleranzen in vernetzten Systemen MED Medizintechnik PRO Projektarbeit Drittes MT - Master-Thesis

3 Einleitung 1 Einleitung Dieses Handbuch beschreibt den Master- Elektrotechnik (Electrical Engineering), der an der Fakultät für Elektro- und Informationstechnik der Hochschule Karlsruhe Technik und Wirtschaft angeboten wird. Ziel des Handbuchs ist es, den Studierenden sowie Studieninteressenten einen Überblick über das Master- Studium zu geben (Kapitel 2) und gleichzeitig auch eine ausführliche Beschreibung der Lehrinhalte der einzelnen e und der ihnen zugeordneten Lehrveranstaltungen zu sein. Insofern erfüllt dieses handbuch auch die Funktion eines kommentierten Vorlesungsverzeichnisses. Die Beschreibung der e orientiert sich an den Standards, die von der Kultusministerkonferenz (KMK) in ihrem Beschluss vom zur Einführung von Leistungspunkten und zur arisierung der Studiengänge vorgegeben wurden. 1.1 e Unter arisierung versteht man die Zusammenfassung von Stoffgebieten zu thematisch und zeitlich abgerundeten, in sich geschlossenen und mit Leistungspunkten versehenen abprüfbaren Einheiten. e können sich aus verschiedenen Lehr- und Lernformen zusammensetzen und Inhalte eines einzelnen s oder eines Studienjahres umfassen, sich aber auch über mehrere erstrecken. Wenn alle zu einem gehörigen Prüfungsleistungen erbracht sind, werden dem Prüfungskonto Leistungspunkte gutgeschrieben und es wird die Note des s berechnet. Mit der arisierung wird das Ziel verfolgt, die Mobilität der Studierenden zu fördern, indem ein wechselseitiges Anerkennen von Studienleistungen ermöglicht wird. 1.2 Leistungspunkte Die Leistungspunkte (englisch Credit Points, Abkürzung CP) dienen der quantitativen Erfassung der von den Studierenden erbrachten Arbeitsleistung. Ein Leistungspunkt entspricht dabei einem Studienaufwand von 30 Stunden effektiver Studienzeit; dies umfasst Präsenzzeiten, Vor- und Nachbereitung sowie Prüfungsvorbereitung. Ein Studienjahr umfasst 60 CP, entsprechend 1800 Arbeitsstunden im Jahr. Der Umfang von Lehrveranstaltungen und die zugehörigen Leistungspunkte der einzelnen Lehrveranstaltungen sind in den beschreibungen angegeben. Leistungspunkte werden nur insgesamt für ein vergeben und nur dann, wenn alle einem zugeordneten Prüfungsleistungen erfolgreich abgelegt wurden. 1.3 Prüfungsleistungen In der Studien- und Prüfungsordnung sind die Fachprüfungen angegeben, die für das Master-Studium Elektrotechnik abzulegen sind. Fachprüfungen setzen sich zusammen aus einer oder mehreren Prüfungen, die studienbegleitend zu jeder Lehrveranstaltung abzulegen sind. Die Note für die Fachprüfung wird als gewichteter Mittelwert der Noten der ihr zugeordneten Prüfungsleistungen berechnet. Zum erfolgreichen Bestehen der Fachprüfung muss jede zugeordnete Prüfungsleistung für sich bestanden sein

4 Einleitung 2 Übersicht über den Der Master- Elektrotechnik (Electrical Engineering) umfasst drei Studiensemester, entsprechend 90 CP. Im zweiten Studiensemester ist eine Projektarbeit zu erstellen und im dritten ist die Masterarbeit anzufertigen. Eine Übersicht über die im Studium abzuleistenden e gibt Abbildung 1. Jeder Block in der Abbildung stellt ein dar. Die gemäß Studienplan in einem zu besuchenden e sind zeilenweise angeordnet. Die Blöcke sind mit dem Kürzel der e beschriftet. Die Zuordnung zu dem vollständigen nahmen ergibt sich aus den in den Kapiteln 3 enthaltenen ausführlichen beschreibungen. In kleinerer Schrift ist die bezeichnung angegeben. Mit S: ist die Anzahl der wochenstunden (SWS) der zu dem gehörenden Lehrveranstaltungen angegeben und mit CP: die dem zugeordneten Leistungspunkte. Die Anzahl der wochenstunden der Lehrveranstaltungen schwankt in den Theoriesemestern zwischen 22 und 24 SWS. Die Studierenden haben die Möglichkeit, entsprechend ihren Neigungen einen von zwei Wahlpflichtblöcken zu wählen. Die Wahlpflichtblöcke realisieren die Vertiefungsrichtungen Regenerative Energietechnik und Kommunikations- und Informationstechnik. In Abbildung 1 sind die Wahlpflichtfächer der Vertiefungsrichtung Regenerative Energietechnik mit grüner Farbe markiert und mit blauer Farbe die Wahlpflichtfächer der Vertiefungsrichtung Kommunikations- und Informationstechnik. Schraffierte Blöcke beinhalten Lehrveranstaltungen, die beiden Vertiefungsrichtungen gemeinsam sind. Eine Besonderheit ist bei den en Kommunikationssysteme (KOM) und Medizintechnik (MED) vorhanden. Beide e befinden sich innerhalb des Wahlpflichtblocks Kommunikations- und Informationstechnik. Die Studierenden dieser Vertiefungsrichtung müssen sich für eines der beiden e entscheiden. Wegen dieser Besonderheit sind die beiden e in der nebenstehenden Graphik blau schraffiert hinterlegt. Die Vorlesungen des s Medizintechnik werden in englischer abgehalten. Sem. Summen S CP 1 RVS Steuerung und Regelung verteilter Systeme PIN Prozessinformatik OPT Optische Datenübertragung GEW Getaktete Energiewandler ITH Informationstheorie EPS EMV-Prüftechnik und Energiespeicher 22/24 30 S:6 CP:8 S:4 CP:6 S:4 CP:4 S:4 CP:6 S:6 CP:6 S:4 CP:6 HFM SIT KOM MED Kommunikationssysteme Hochfrequenzmesstechnik Signaltheorie Medizintechnik (Medical Systems) 2 S:6 CP:8 S:4 CP:6 S:4 CP:4 S:4 CP: ELA HMT NES TOL PRO Elektrische Antriebe Nachhaltige Energiesysteme Hochspannungsmess- und prüftechnik Toleranzen in vernetzten Systemen Projektarbeit S:6 CP:8 S:4 CP:6 S:4 CP:4 S:4 CP:4 S:6 CP:8 3 MT Master - Thesis S:0 CP: Abbildung 1 Übersicht über den Master- Elektrotechnik - 4 -

5 3 e 3.1 Erstes RVS Steuerung und Regelung verteilter Systeme Zugeordnete Lehrveranstaltung verantwortlicher Lehrform, SWS und Gruppengröße Stud. Arbeitsaufwand Voraussetzungen Lernziele/ Kompetenzen Steuerung und Regelung verteilter Systeme (Distributed Control Systems) (RVS) E1M110 Steuerung und Regelung verteilter Systeme 1. Prof. Dr. Urban Brunner Prof. Dr. Urban Brunner Deutsch Vorlesung, 6 SWS (Übungen teils am PC in Vorlesung integriert) Pflichtmodul Wintersemester und Sommersemester Präsenzstudium 90 SWS, Eigenstudium 150 SWS 8 CP Kenntnisse der klassischen Regelungstechnik ( Regelungstechnik) Fähigkeit, Abtastregelungen zu entwerfen und mitttels Mikroprozessor zu realisieren (Fachkompetenz) Fähigkeit, Zustandsregler und Beobachter zu dimensionieren und mit PI-Reglern zu kombinieren (Fachkompetenz) Verstehen der mathematischen Voraussetzungen für deren Anwendung in der Theorie der optimalen Systeme (Fachkompetenz) Grundkenntnisse von Fuzzy Logic und des Entwurfs von Fuzzy Reglern (Fachkompetenz) Beschreibung und Analyse Ereignis-getriebener Systeme mittels Petri- Netzen (Fachkompetenz) Modellbildung für die Regelung und Steuerung; insbesondere die Fähigkeit zur Abstraktion/Approximation technischer Prozesse (Systemkompetenz) Systematisches Vorgehen bei Automatisierungsproblemen: Methodik und konzeptionelle Gemeinsamkeiten des modell-basierten Entwurfs von Steuerungen und Regelungen (Problemlösungs-/Systemkompetenz) Inhalt Repetition der klassischen Regelungstechnik - Sensitivität und Kreisverstärkung (Servodilemma) - Grenzen der klassischen Regelungstechnik (Gleichgewichtstheorem) Modellbildung als Grundlage für die Regelung - Beispiele elektromechanischer Systeme - Vorgehen bei der Modellbildung kontinuierlicher Systeme - Identifikation von Modellparametern - Struktur und Äquivalenz von Zustandsraummodellen Digitale Regelsysteme - Struktur einer digitalen Regelung (Abtastregelung) - Beschreibung von Abtastregelungen im Zeitbereich (Strecken- diskretisierung) - Beschreibung von Abtastregelungen mittels Z-Transformation

6 - Reglerdiskretisierung, Entwurf digitaler PID-Regler Zustandsregelung - Stabilität im Sinne von Lyapunov - Steuerbarkeit und Polfestlegung - Beobachtbarkeit und Beobachterentwurf - Zustandsregelung mit Beobachter, Separationsprinzip - Vergleich und Kombination mit klassischen Reglern - LQ-Regelung (Riccati, Kalman-Yakubovich-Ungleichung), Kalmanfilter - Entwurf auf endliche Einstellzeit (Vor- und Nachteile) - Regler mit zwei Freiheitsgraden Fuzzy Control - Fuzzy Logik, Linguistische Systembeschreibung - Entwurf eines Fuzzy Reglers anhand der MATLAB Fuzzy Toolbox - Adaptierung eines Reglerparameters Regelung Großer Systeme (Large Scale Systems) - Modellreduktion, Dezentrale Regelung, Hierarchische Regelung Entwurf von Steuerungen komplexer Systeme - Optimalitätsprinzip, Bang-Bang-Control - Entwurf von Bahnsteuerungen (Schaltkurven) - Beschreibung und Analyse Ereignis-getriebener Systeme (Petri Netze) - Modellbildung und Simulation hybrider Systeme (Simulink/Stateflow) - Entwurf sicherheitsgerichteter Steuerungen Die theoretischen Kenntnisse (insbesondere Methodenkenntnisse) der Studenten sowie deren Fähigkeit Regelungsprobleme zu lösen werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Dabei soll auch das systematische Vorgehen geprüft und bewertet werden. Medienformen Tafelanschrieb Folien (Powerpoint, pdf) MATLAB/Simulink/Stateflow-Simulationsprogramme Lösung und Simulation von Übungsaufgaben inkl. Diskussion Besprechung von Musterklausuren Literatur Download (Autor: Brunner): Skript Grundlagen der Digitalen Regelung Skript Steuerungstechnik (Teil1 und Teil 2) Leitfaden Modellbildung und Simulation mittels Stateflow Sammlung von Übungsaufgaben Vorlesungsbeilagen zur Vorlesung (ppt-folien) Repetitorium Classical Control Using MATLAB H. Unbehauen: Regelungstechnik II, Vieweg, 6. Aufl., H. Unbehauen: Regelungstechnik III,, Vieweg, 5. Aufl., W. Büttner: Digitale Regelungssysteme, Vieweg, E. Schnieder: Petrinetze in der Automatisierungstechnik, Oldenbourg, John und Tiegelkamp: SPS-Programmierung nach IEC , Springer, 3. Auflage, J. Lunze: Automatisierungstechnik, Oldenbourg, Hoffmann und Brunner: MATLAB & Tools für die Simulation dynamischer Systeme, Addison-Wesley, München, PIN - Prozessinformatik Prozessinformatik (PIN) - 6 -

7 verantwortlicher Lehrform, SWS und Gruppengröße Stud. Arbeitsaufwand Voraussetzungen Kompeten- Lernziele/ zen Inhalt Zugeordnete Lehrveranstaltungen E1M121 Vorlesung Prozessvisualisierung E1M122 Vorlesung Feldbussysteme 1. Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gentner Prof. Dr. Marianne Katz Prof. Dr.-Ing. Jürgen Gentner Deutsch Vorlesung: 2+2 SWS Pflichtmodul Wintersemester und Sommersemester Präsenzstudium 60 SWS, Eigenstudium 120 SWS 6 CP Kenntnisse der e Regelungstechnik, Messtechnik, Mikrocontroller und Grundlagen der Informatik. Allgemein: Ziel dieses s ist es, die Studierenden sowohl mit der Mensch- Maschine-Schnittstelle (HMI) wie auch mit der Schnittstelle zwischen Prozess und Automatisierungssystem (Feldbus) vertraut zu machen. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen en: Dieses hat zwei Schwerpunkte. Im Schwerpunkt "Feldbussysteme wird basierend auf grundlegenden Kenntnissen der industriellen Kommunikationstechnik die tiefgehende Geräte-System-Integration behandelt. Im Mittelpunkt steht die Gestaltung moderner Feldbus-Geräteschnittstellen, die mit Hilfe geeigneter Methoden eine Einbindung der Feldgerätefunktionalität in übergeordnete Systeme (Prozessvisualisierung, Engineering) ermöglicht. Im Schwerpunkt "Prozessvisualisierung" stehen die Abbildung technischer Prozesse auf grafische Bedien- und Beobachtungs-Oberflächen im Vordergrund. Die Abbildung auf konkrete Automatisierungsrechner und der Entwurf der entsprechenden Programme ist nicht Gegenstand dieses s. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüsselqualifikationen: Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, mit Hilfe moderner Feldgeräte und vorgegebener Gerätefunktionalitäten einen physikalischtechnischen Prozess in ein Automatisierungssystem abzubilden und über ein geeignetes Feldbussystem zu integrieren. Aus den vorgegebenen automatisierungstechnischen Algorithmen sollen die Studierenden Anforderungen an die Prozessführung ableiten und diese über ergonomische Kriterien umsetzen in eine passend modellierte Visualisierungsoberfläche. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Projektierung und Konfiguration von Feldbussystemen und die Visualisierung technischer Prozesse ist eine der Kernaufgaben eines Masters der Elektrotechnik. Vorlesung Feldbussysteme: Anforderungen der Prozesstechnik an Feldbussysteme Kommunikationstechnik Gerätebeschreibungssprachen Schnittstellen-Technologien Diagnose-Systeme Vorlesung Prozessvisualisierung: Aufgaben der Prozessführung

8 Visualisierungsanforderungen und -Konzepte Farbwahrnehmung und -Kodierung Symbolik und Platzierung Bedienarten und Bedienfunktionen Antwortzeiten Melde- und Quittierkonzepte Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Medienformen Tafelanschrieb Hand-Outs für alle Unterlagen (komplexe Zeichnungen, Diagramme etc.) Beamer-Präsentation aller Unterlagen Sammlung von gelösten Übungsaufgaben Literatur Polke, M.: Prozeß-Leittechnik, Oldenbourg-Verlag, 1994 Jacobson, E.: Einführung in die Prozeßdatenverarbeitung, Hanser, 1996 Jakoby, W.: Automatisierungstechnik - Algorithmen und Programme, Springer1996 Olsson/Piani: Steuern, Regeln, Automatisieren, Hanser, 1993 Schuler, H.: Prozeßführung, Oldenbourg, 1999 Schnell, G.: Bussysteme in der Automatisierungs- und Prozesstechnik, Vieweg, 2000 Reißenweber, B.: Feldbussysteme, Oldenbourg 1998 Scherff, B., Haese, E., Wenzek, H.R.: Feldbussysteme in der Praxis, Springer 1999 Charwat, H.J.: Lexikon der Mensch-Maschine-Kommunikation, Oldenbourg, 1994 Simon, R. : Field Device Tool - FDT Spezifikation. Die universelle Feldgeräteintegration, Oldenbourg Verlag 2003 Riedl, M., Simon, R., EDDL Electronic Device Description Language, Oldenbourg Verlag 2002 Namur Richtlinien NE 105 für Spezifikation zur Integration von Feldbus- Geräten in Engineering-Tools für Feldgeräte und NE 107 für Eigenüberwachung und diagnose von Feldgeräten OPT Optische Datenübertragung Zugeordnete Lehrveranstaltungen verantwortlicher Lehrform, SWS und Gruppengröße Optische Datenübertragung (OPT) E1M130 Vorlesung Optoelektronik 1. Prof. Dr. Ulrich Grünhaupt Prof. Dr. Ulrich Grünhaupt Deutsch Vorlesung, 4 SWS mit integriertem Labor - 8 -

9 Gundkenntnisse der Physik, Hochfrequenztechnik und Halbleiterschaltungstechnik Allgemein: Ziel des s ist die Vermittlung von grundlegenden theoretischen und praktischen Kenntnissen der optischen Nachrichtenübertragung. Themenschwerpunkte sind optoelektronische Halbleiterbauelemente und Lichtwellenleiter (LWL) sowie Anwendungen der Optoelektronik in der Übertragungstechnik. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen en: Aufbauend auf den in der Physik, Hochfrequenz- und Halbleiterschaltungstechnik erworbenen Kenntnissen werden optoelektronische Halbleiterbauelemente und Lichtwellenleiter eingeführt und darauf basierende Übertragungssysteme vorgestellt und analysiert. Hervorgehoben werden die Eigenheiten der Übertragung über LWL. Die Grundlagen der Übertragungstechnik und der Hochfrequenztechnik sind Bachelor-Absolventen bekannt. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüsselqualifikationen: Mit dem Abschluss des s sollen die Studierenden die Struktur und die Funktionsweise moderner optischer Übertragungssysteme verstehen. Die Komponenten, die in oder als zentrale Systembaugruppen zur Anwendung kommen, müssen bekannt sein ebenso wie Kriterien zu deren Auswahl und zum Systemdesign. Die erworbenen Kenntnisse müssen angewendet werden können. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Profunde Kenntnisse über die Nachrichtenübertragung auf optischem Wege gehören mit zu den Kernkompetenzen eines Masters der Elektrotechnik. Vorlesung Optoelektronik: Grundlagen Lichtwellenleiter (LWL) Lichtwellenleitertypen LWL-Herstellung und Messtechnik Strahlungsquellen Strahlungsphysikalische und lichttechnische Größen Halbleiterstrahlungsdetektoren Faseroptischer Verstärker LWL-Übertragungssysteme und ihre Parameter Stud. Arbeitsaufwand Voraussetzungen Lernziele/ Kompetenzen Inhalt Pflichtmodul Wintersemester und Sommersemester Präsenzstudium 60 SWS, Eigenstudium 60 SWS 4 CP im integrierten Labor Versuche zu: OTDR- und spektrale Dämpfungsmessungen an Glas- und Plastikfasern Spleißen von Glasfasern und Messungen an LWL-Systemkomponenten Messungen an einem faseroptischen Übertragungssystem mit LED und Laserdiode Bestimmung der Bitfehlerrate und Dispersionsparameter Messtechnische Untersuchung eines faseroptischen Verstärkers (EDFA) mit DFB- Laserdiodensender und optischem Spektrumanalysator Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 90 min) bewertet. Medienformen Tafelanschrieb Folien (Powerpoint, pdf) Kurzvideos Vorlesungsexperimente Sammlung von gelösten Übungsaufgaben

10 Literatur Umfangreiche Laboranleitungen Optische Kommunikationstechnik : Handbuch für Wissenschaft und Industrie / E. Voges,... (Hrsg.). - Berlin ; Heidelberg : Springer, Optische Nachrichtensysteme und Sensornetzwerke / Reiner Thiele. - Braunschweig : Vieweg, Optische Nachrichtentechnik : Grundlagen und Anwendungen / Dieter Opielka. - Braunschweig ; Wiesbaden : Vieweg, Lichtwellenleiter in Sensorik und optischer Nachrichtentechnik / Wolfgang Bludau. - Berlin ; Heidelberg ; New York : Springer, Optische Nachrichtentechnik / von Hans-Georg Unger. - Heidelberg : Huethig; (dt.) (Eltex), Lichtwellenleiter-Übertragungs- und Sensortechnik / Otto Strobel. - 2., verb. u. aktualisierte Aufl.. - Berlin ; Offenbach : VDE-Verl., Optoelectronics / Emmanuel Rosencher ; Borge Vinter. Translated by Paul G. Piva. - Cambridge ; New York : Cambridge University Press, Optical fiber communications / Gerd Keiser ed.. - Boston, Mass. : McGraw-Hill, Optoelektronische Halbleiterbauelemente / von Reinhold Paul. - 2., überarb. und erw. Aufl.. - Stuttgart : Teubner, GEW Getaktete Energiewandler Zugeordnete Lehrveranstaltungen verantwortlicher Lehrform, SWS Stud. Arbeitsaufwand Voraussetzungen Lernziele/ Kompetenzen Getaktete Energiewandler (GEW) E1M Prof. Dr. Alfons Klönne Prof. Dr. Alfons Klönne Deutsch Vorlesung: 4 SWS Pflichtmodul Wintersemester und Sommersemester Präsenzstudium 60 SWS, Eigenstudium 120 SWS 6 CP Höhere Mathematik, Halbleiter-Kenntnisse, Regelungstechnik-Kenntnisse Allgemein: Ziel des s ist die Vermittlung von Auslegungsverfahren für getaktete Energiewandler, sowie deren ations- und Regelungsstrategien Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen en: Das baut auf den Grundlagen der Elektronik und Leistungselektronik auf. Es wird eine Vertiefung zu den ations- und Regelungsstrategien bei leistungselektronischen Energiewandlern durchgeführt. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüsselqualifikationen: Förderung des vernetzten Denkens bezüglich neuer Schaltungskonzepte und deren Regelung Fachliche Kompetenz: (siehe Inhalt) Methodische Kompetenz: Einbindung von Simulationsläufen und deren Diskussion Fachübergreifende Kompetenzen: Der Blick auf energieoptimale Systeme im Sinne von Resourcenschonung wird geschärft

11 Inhalt Einbindung in die Berufsvorbereitung: Fähigkeit zur Auslegung von getakteten Energiewandlern für energieoptimierte Anwendungen Vorlesung: Getaktete Energiewandler Allgemeine elektronische Energiewandler Power Factor Correction Auslegung von Abwärtswandlern Auslegung von Aufwärtswandlern Auslegung von Inverswandlern Auslegung von Sperrwandlern Auslegung von Eintaktwandlern Auslegung von Eintaktflusswandlern Auslegung von Gegentaktflusswandlern Resonanzwandler ARCP-Converter Mehrstufige Umrichterkonzepte Treiberschaltungen für Mosfets und IGBTs ations- und Regelungsverfahren der getakteten Wandler Auslegung von magnetischen Wandlern EMV-Aspekte bei getakteten Energiewandlern Die Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Prüfung (90min) bewertet. Medienformen Skript Tafelanschrieb Präsentationen mit Beamer PC-Simulationen Übungen Literatur Schlienz, Ulrich: Schaltnetzteile und ihre Peripherie, Vieweg Verlag Mohan, Undeland, Robbins: Power Electronics, Converters, Application and Designs, Wiley Verlag EPS EMV-Prüftechnik und Energiespeicher Zugeordnete Lehrveranstaltungen verantwortlicher Lehrform, SWS und Gruppengröße Stud. Arbeitsaufwand Voraussetzungen Kompeten- Lernziele/ zen EMV-Prüftechnik und Energiespeicher (EPS) E1M151 EMV-Prüftechnik E1M152 Energiespeicher 1. Prof. Dr.-Ing. G. Langhammer Prof. Dr.-Ing. G. Langhammer, Prof. Dr. K. Wolfrum Deutsch Vorlesung: EMV-Prüftechnik, 2 SWS Vorlesung: Energiespeicher, 2 SWS Wahlpflichtmodul für Vertiefung Regenerative Energietechnik Wintersemester und Sommersemester Präsenzstudium 60 SWS, Eigenstudium 120 SWS 6 CP Abgeschlossenes Bachelorstudium. Detaillierte Kenntnisse über Grundlagen Elektronik und Grundlagen der Feldtheorie. Allgemein: Ziel des s ist die Vermittlung von grundlegenden theoretischen und praktischen Kenntnissen zu elektrischen und elektronischen

12 Inhalt Systemen der Energieverteilung und Energiespeicherung sowie der grundlegenden Prüfverfahren und geräte zur Feststellung von Störabstrahlungen und Störfestigkeiten. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen/Schlüsselqualifikationen: Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen en: (siehe Inhalt) Fachliche Kompetenz: Fähigkeit, die unter Inhalt angegebenen Zusammenhänge, Verfahren und Geräte in der beruflichen Praxis richtig anzuwenden. Methodische Kompetenz: Fähigkeit zum Erkennen der Voraussetzungen und Umsetzen der physikalischen und technischen Prinzipien zur Planung sowie der Anwendung grundlegender Prüfverfahren und geräte zur Feststellung von Störabstrahlungen und Störfestigkeiten. Fachübergreifende Kompetenzen: Planung, Konstruktion, Prüfung und der Betrieb von Energiespeichern wie auch die Durchführung von EMV- Prüfungen setzt u.a. Kompetenzen aus den Gebieten Physik, theoretische Elektrotechnik und elektromagnetische Felder voraus. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Kenntnis grundlegender Konstruktionszusammenhänge von Energiespeichern sowie von Prüfverfahren aus dem Bereich der EMV gehört zukünftig zu den wichtigen Kompetenzen jedes im Bereich der Energietechnik und Elektronik tätigen Elektroingenieurs. Vorlesung EMV-Prüftechnik: Grundlagen der EMV-Meßtechnik Messung geleiteter und gestrahlter Störungen Störfestigkeitsprüfungen bei geleiteten und gestrahlten Störungen Vorlesung Energiespeicher: Energieformen und Energiewandlung Elektrochemische Speicher, Akkumulatoren Elektrostatische Speicher, Doppelschichtkondensatoren Mechanische/pneumatische Speicherverfahren Brennstoffzellen, Brennstofferzeugung und Speicherung Beispiele für chemische, biologische und thermische Speicherverfahren Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur bewertet. EMV-Prüftechnik: Schriftliche Prüfung 60 min Energiespeicher: Schriftliche Prüfung 90 min Medienformen Tafelanschrieb Folien / Beamer Sammlung von gelösten Übungsaufgaben Literatur Vorlesung Energiespeicher: Halaczek T. L., Radecke H. D.: Batterien und Ladekonzepte, Franzis, 2001 Kurzweil P.: Brennstoffzellentechnik, Vieweg 2003 Heinloth, K. : Die Energiefrage, Vieweg, 1997 Vorlesung EMV-Prüftechnik: A.J. Schwab Elektromagnetische Verträglichkeit, Springer Verlag; Berlin Heidelberg New York, 1994; 3. Aufl. - K.H. Gonschorek; H. Singer, Elektro-Magnetische Verträglichkeit, B.G. Teubner Stuttgart, H. Meyer Scheibe: Elektromagnetische Verträglichkeit von Automatisierungssystemen, vde-verlag gmbh; Berlin Offenbach, Fischer, P.; Balzer, G.; Lutz, M.: EMV-Störfestigkeitsprüfungen, Franzis- Verlag GmbH, München,

13 3.1.6 ITH Informationstheorie Zugeordnete Lehrveranstaltungen verantwortlicher Lehrform, SWS und Gruppengröße Stud. Arbeitsaufwand Voraussetzungen Lernziele/ Kompetenzen Inhalt Informationstheorie (ITH) E1M161 Vorlesung Informationstheorie und Codierung E1M162 Vorlesung Test digitaler Schaltungen 1. Prof. Dr. Franz Quint Prof. Dr. Franz Quint, Prof. Dr. Gerhard Schäfer Deutsch Vorlesung, 6 SWS Wahlpflichtmodul für Vertiefung Kommunikations- und Informationstechnik Wintersemester und Sommersemester Präsenzstudium 90 SWS, Eigenstudium 90 SWS 6 CP Systemtheorie, Höhere Mathematik, Digitaltechnik Allgemein: Mit dem wird die informationstheoretische Grundlage von Systemen zur Datenverarbeitung und -übertragung gelegt. Die beiden Shannonschen Sätze bilden das Fundament, auf dem die Studierenden den Begriff Information mathematisch fundiert beschreiben können und die Bedeutung von Quell- und Kanalcodierung erfahren. In der Umsetzung der Theorie in informationsverarbeitende Systeme nimmt der effektive und sichere Test im Entwicklungs- und Fertigungsprozess eine herausragende Rolle ein. Aufgrund gängiger Fehlermodelle und Algorithmen zur Testüberprüfung wird in die Problematik eingeführt. Design for Testability bildet den übergeordneten Begriff für die Darstellung von Verfahren zum Erreichen eines prüffreundlichen Entwurfes unter anderem durch die Verwendung von Scan-Path-Techniken. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen en: Die Informationstheorie erfordert gute Kenntnisse der Mathematik. Die Shannonschen Sätze zur Quell- und Kanalcodierung sowie zur Kanalkapazität erlauben die Betrachtung von Kommunikationssystemen aus informationstheoretischer Sicht. Insofern ergänzt dieses das Kommunikationssysteme. Im Informationstheorie werden die mathematischen Grundlagen von endlichen Zahlenkörpern und Vektorräumen darauf gelegt, Kanalmodelle besprochen, die Kenntnisse der Wahrscheinlichkeitstheorie vertieft und für die Kommunikationstechnik wichtige Verfahren wie die DFT auf endlichen Zahlenkörpern, der euklidsche Algorithmus und der Viterbi-Algorithmus erlernt. Kenntnisse der der Digitaltechnik bilden die Basis sowohl für den Entwurf von Codiererschaltungen in Hardware, als auch für das Verständnis der Methoden zum Test der entwickelten Schaltungen. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüsselqualifikationen: Zum Abschluss des s sind die Studierenden in der Lage, ein Kommunikationssystem aus informationstheoretischer Sicht zu analysieren sowie Block- und Faltungscodes zu entwerfen und zu implementieren. Sie verfügen über ein solides mathematisches Fundament im Bereich der Wahrscheinlichkeitslehre und der linearen Algebra, insbesondere auf Galois-Feldern. Sie kennen Methoden zum Testen von entworfenen Schaltungen und können diese anwenden. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Dieses vermittelt vertiefendes Wissen zur Analyse und zum Entwurf von Kommunikationssystemen. Vorlesung Informationstheorie und Codierung: Informationsgehalt, Entropie

14 Quellcodierung: arithmetischer Code und Huffman-Code Diskrete Kanalmodelle Kanalkapazität, Shannon-Sätze, Shannon-Hartley-Theorem Bandbreiteneffizienz, Fehlerwahrscheinlichkeit Galois-Felder und Erweiterungskörper Entwurf, Codierung und Decodierung von Reed-Solomon-Codes Entwurf, Codierung und Decodierung von BCH-Codes Analyse, Codierung und Decodierung von Faltungscodes Klassische Codeverkettung und Interleaving Verallgemeinerte Codeverkettung und codierte ation Vorlesung Test digitaler Schaltungen: Schaltungsfehler und Testmethodik Teststrategien Testmuster D-Algorithmus Testbarkeitserhöhende Maßnahmen BIST Build In Self Test Scan-Path Techniken Codierung werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 90 min) bewertet. Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden in Informationstheorie und Die schriftliche Klausur in Test digitaler Schaltungen hat eine Dauer von 60 min. Medienformen Skriptum, Tafelanschrieb Folien (Powerpoint, PDF) Matlab-Simulationsprogramme Sammlung von gelösten Übungsaufgaben Literatur M. Bossert: Kanalcodierung Teubner, Stuttgart, 1998 B. Friedrichs: Kanalcodierung, Springer, 1996 R. Blahut: Theory and Practice of Error Control Codes, Addison Wesley, 1983 S. Lin, D. Costello: Error Control Coding, Fundamentals and Applications, Prentice-Hall, 1983 B. Sklar: Digital Communications, Fundamentals and Applications, Prentice Hall, 2001, Kapitel 6, 7, 8, 9 J. Proakis: Digital Communications, McGraw-Hill, 1995, Kapitel 7,8 Wojtkowiak, Hans,Test und Testbarkeit digitaler Schaltungen, Teubner Verlag 1988, ISBN X Wunderlich H.J.,Hochintegrierte Schaltungen, Prüfgerechter Entwurf und Test, Springer Verlag 1991, ISBN Jha N.,Gupta S, Testing of Digital Systems, Cambridge University Press, 2003, ISBN Parker K.P., The Boundary Scan Handbook Kluwer Academic Publisher, 2003, ISBN

15 3.2 Zweites HFM Hochfrequenzmesstechnik Hochfrequenzmesstechnik (HFS) Zugeordnete Lehrveran-E2M17staltungen E2M172 Vorlesung Hochfrequenzsysteme Vorlesung Hochfrequenzmesstechnik mit integriertem Labor 2. verantwortlicher Prof. Dr. Hans Sapotta Prof. Dr. Hans Sapotta Deutsch Lehrform, SWS undvorlesung 4 SWS mit integriertem Labor (Gruppengröße 3 Studierende, bei Gruppengröße CAD-Versuchen 1Studierender) Vorlesung 2 SWS Wahlpflichtmodul für Vertiefung Kommunikations- und Informationstechnik Wintersemester und Sommersemester Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium 90 SWS, Eigenstudium 150 SWS 8 CP Voraussetzungen Kenntnisse in Hochfrequenztechnik Lernziele/ Kompetenzen Allgemein: Das Hochfrequenzmesstechnik stellt ein Wahlpflichtmodul dar. Ziel ist, Studierenden, die beruflich auf dem Gebiet der Hochfrequenztechnik tätig sein wollen, einen vertieften Einblick in das Fachgebiet zu vermitteln. Für Studierende im Master- soll dieses einen deutlichen Wissensvorsprung gegenüber den Absolventen mit Bachelor-Abschluss bieten. Dieser Wissensvorsprung soll die Master-Absolventen in die Lage versetzen, Absolventen mit geringeren Qualifikationen bei der Arbeit anzuleiten. Die Hochfrequenztechnik hat einige spezialisierte Messgeräte hervorgebracht, deren Bedienung zunächst nicht selbsterklärend ist. Eine Einarbeitung in diese Gerätschaften ist zwar immer auch vor Ort in den Betrieben möglich, vermittelt aber in der Regel nicht systematisch die Kenntnisse um das Innenleben dieser Geräte. Diese Kenntnisse soll die Veranstaltung Hochfrequenzmesstechnik vermitteln. An die Vorlesung schließt sich ein Labor an, in dem in 5 Versuchen das Wissen der Vorlesung Hochfrequenztechnik aus dem 4. experimentell vertieft wird. Dabei werden die zuvor in der Vorlesung behandelten Messgeräte eingesetzt. Zusätzlich besteht das noch aus der Vorlesung Hochfrequenzsysteme. In dieser Veranstaltung werden komplette Funksysteme behandelt. Die Technik des Sender- und Empfängerbaus, die Wahl des Übertragungsfrequenzbereichs, die Wahl der ationsart wird anhand konkreter Beispiele aus der Praxis erläutert. In den letzten 10 Jahren hat es auf dem Gebiet der ationsarten gewaltige Entwicklungsfortschritte gegeben. Moderne Kommunikationssysteme wie Bluetooth, Wireless LAN, DAB, DVB-T und nicht zuletzt GPS und das zukünftige System Galileo basieren auf diesen ationsarten. Die Vorlesung vermittelt einen Überblick über die einzelnen Systemlösungen. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen en: Die Veranstaltungen dieses s basieren auf dem Hochfrequenztechnik und dem Messtechnik. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüsselqualifikationen: Nach Abschluss dieser Veranstaltungen sollten die Studierenden ohne größere Einarbeitung die wichtigsten Hochfrequenzmessge

16 Inhalt räte wie Spectrum Analyzer und Network Analyzer problemlos beherrschen. Sie sollten verschiedene angebotene Messgeräte vergleichend bewerten können, so dass sie Beschaffungsaufgaben im Labor qualifiziert durchführen können. Sie sollten die systematischen Grenzen der Messtechnik kennen und die Geräte bis an diese Grenzen einsetzen. Weiters sollten die Studierenden nach Abschluss der Veranstaltung einen Überblick über die verschiedenen Empfängerbauformen und deren Probleme besitzen. Sie sollten über die Ausbreitung von Funkwellen in verschiedenen Frequenzbereichen Kenntnisse haben. Sie sollten mit klassischen und aktuellen ationsverfahren umgehen können. Sie sollten wissen, für welche Probleme der Funkübertragung welche Lösungen bestehen. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Absolventen dieser Veranstaltungen sollten in industriellen Hochfrequenz-Laboren ohne längere Einarbeitungsphase arbeiten können. Sie sollte frühzeitig Leitungsfunktionen in diesen Laboren übernehmen können. Sie sollten auf dem Gebiet der Funksystemplanung arbeiten können und Kunden mit dedizierten Lösungen kompetent beraten können. Vorlesung Hochfrequenzmesstechnik: Das Oszilloskop im HF-Bereich Der Spectrum-Analyzer und seine Funktionsweise Der Messsender (Phasenrauschen!) Der Network-Analyzer Rauschmesstechnik Labor Hochfrequenzmesstechnik: Messleitung FM-Empfänger Network Analyzer Simulation von HF-Schaltungen LC-Oszillator Vorlesung Hochfrequenzsysteme: Empfängerprinzipien (vom Geradeausempfänger zum Superhet) Ausbreitung von Funkwellen (Athmosphärisches Rauschen, ionosphärische Reflexion, Multipath) Klassische ationsverfahren AM, FM (Erzeugung, Demodulation, Empfängerprinzipien, Verhaltun unter Multipath) Multi-Carrier-Verfahren (DAB e.a.) Spread-Spectrum-Verfahren Die Kenntnisse der Studierenden werden in Klausuren mit der Dauer 90 Minuten abgeprüft. Medienformen Skriptum Tafelanschrieb Experimente und Hörproben Folien (Powerpoint, pdf) Simulationen in Pspice und Puff Übungsaufgaben zum Selbststudium Umfangreiche Sammlung von gelösten Klausuraufgaben Literatur Mäusl, R. und Göbel, J.: Analoge und digitale ationsverfahren. Hüthig- Verlag, ISBN David, K., und Benkner, Thorsten: Digitale Mobilfunksysteme. Teubner-Verlag ISBN Steele, Raymond (Ed.): Mobile Radio Communications. Pentech Press, London. ISBN Sauter, Martin: Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme. Vieweg-Verlag, ISBN Eberspächer, Vögel, Bettstetter: GSM Global Systems for Mobile Communication. Teubner-Verlag, ISBN Walke, Berhard: Mobilfunktnetze und ihre Protokolle 1. Teubner-Verlag2001.

17 ISBN Walke, Berhard: Mobilfunktnetze und ihre Protokolle 2. Teubner-Verlag2001. ISBN Mäusl, Rudolf: Fernsehtechnik. Hüthig-Verlag, ISBN Schiek, Burkhard: Grundlagen der Hochfrequenzmesstechnik. Hüthig-Verlag. ISBN Greiner, Günther: Funktechnik. Fachverlag Schiele und Schön, Berlin, ISBN SIT Signaltheorie Signaltheorie (SIT) Zugeordnete Lehrveranstaltungen E2M181 Signal- und Parameterschätzung E2M182 Analog-digitale Systeme 2. verantwortlicher Prof. Dr. Franz Quint Prof. Franz Quint, Prof. Dr. Joachim Stöckle (E2M181) Prof. Dr. Rudolf Koblitz (E2M182) Deutsch Lehrform, SWS und Vorlesung, 2 SWS für E2M181 Gruppengröße Vorlesung, 2 SWS für E2M182 mit einem praktischen Laborversuch Wahlpflichtmodul für Vertiefung Kommunikations- und Informationstechnik Wintersemester und Sommersemester Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium 60 SWS, Eigenstudium 120 SWS 6 CP Voraussetzungen Für die Vorlesung E2M182: Kenntnisse der Elektronik und der Regelungstechnik, für die Vorlesung E2M181: gute Kenntnisse der Systemtheorie, von stochastischen Signalen und der digitalen Signalverarbeitung Lernziele / Kompetenzen Allgemein: Ziel des s ist es, Studierende mit verschiedenen Aspekten der Signaltheorie vertraut zu machen. Zum einen werden die Grundlagen der Schätztheorie gelegt, um unbekannte Parameter von Signalen zu bestimmen, zum anderen wird das Zusammenwirken von analogen und digitalen Signalen untersucht und die Simulation und Synthese von gemischt digitalen/analogen Schaltungen gelehrt. Die Vorlesung Analog-digitale Systeme behandelt das Thema exemplarisch anhand einer PLL (Phase-Locked Loop). Die verschiedenen, in der Praxis üblichen Schaltungen des Phasenkomparators erlauben einen systematischen Einblick in die Berechnungsund Simulationsproblematik solcher gemischt digital/analogen Schaltungen. Der Studierende wird sehr eingehend mit der grundlegenden Problematik der linearisierten Betrachtung, und dann bei größerer Signalauslenkung mit der Notwendigkeit zu nichtlinearer Systembetrachtung geführt. Die Darstellung in der Zustandsebene verdeutlicht den Zusammenhang der komplexen Materie. Besonderer Wert wird auf eine sehr praxisbezogene Analyse der untersuchten Schaltungen gelegt und durch die Simulation des nichtlinearen Systems das grundlegende Verständnis solcher Strukturen erworben. Zur Simulation solcher Systeme müssen Mixed-Mode Simulatoren wie z.b. System-Vision oder ADVANCE-MS eingesetzt werden. Ein abschließender Laborversuch untermauert die erworbenen theoretischen Kenntnisse. In der Vorlesung Signal- und Parameterschätzung werden die Studierenden mit den Prinzipien der Schätztheorie vertraut. Als Anwendungsbeispiel wird detailliert auf Methoden der Spektralschätzung eingegangen. Damit ergänzt diese Vorlesung die Vorlesung Analog-digitale Systeme und beleuchtet die

18 Inhalt Frequenz- und Phasenschätzung aus Sicht der digitalen Signalverarbeitung. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen en: Dieses stellt eine Vertiefung und Erweiterung der im Hauptstudium des Bachelor- s angebotenen e Elektronik, Regelungstechnik, Systemtheorie und Digitale Signalverarbeitung dar. Insofern stellt dieses auch ein Beispiel für eine fächerübergreifende Vertiefung des Stoffes dar. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüsselqualifikationen: Nach erfolgreichem Abschluss des s sind die Studierenden mit der Schätztheorie vertraut. Sie kennen die Kriterien zur Beurteilung von Schätzverfahren, und die Prinzipien MAP und Maximum Likelihood. Als mathematische Grundlagen werden die Yule-Walker-Gleichung und ihre Lösung mittels Levinson-Durbin-Rekursion vermittelt. Die Studierenden können sie zur Schätzung des Spektrums mittels AR-Verfahren anwenden, sie beherrschen damit aber auch die Lösung von linearen Gleichungssystemen mit Toeplitz-Struktur. Komplexe digital analoge Halbleiterschaltungen können berechnet, gemessen und simuliert werden. Die erlernten Verfahren können die Studierenden sowohl als Software mit Methoden der digitalen Signalverarbeitung, als auch als Hardware in komplexeren Systemen, bestehend aus einzelnen Funktionskomponenten der Halbleiterschaltungstechnik umgesetzt werden. Ein fächerübergreifendes Verständnis bei komplexen Algorithmen und Schaltungsstrukturen ist ein wesentlicher Bestandteil des Ausbildungsziels. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die in der Vorlesung vorgestellten Verfahren zur Spektralschätzung sowie die Systeme der PLL sind Basis- Komponenten in der gesamten Kommunikations- und Informationstechnik. Die Kenntnis und das Verständnis solcher Komponenten gehört zu den Kernaufgaben eines Ingenieurs der Kommunikation- und Informationstechnik. Komplexere Systeme erfordern ein fächerübergreifendes Verständnis. Analog-digitale Systeme: Grundlagen der PLL Analoge und digitale Grundbausteine der PLL Vorstellung und von Workstation-basierten Simulationstools für die mixed-mode-analysede Modellierung der Grundbausteine und Aufbau von Bibliothekselementen Mixed-mode Simulation von PLL s Darstellung der Ergebnisse in der Zustandsebene Signal- und Parameterschätzung: Beurteilungskriterien für Schätzwerte Kostenfunktionen für Schätzwerte Minimaler mittlerer quadratischer Schätzfehler Gauß-Markoff-Theorem Schätzsystem als Transversalfilter Zusammenhang zwischen Fourier-Transformation, Fourier-Reihe, zeitdiskrete Fourier-Transformation, diskrete Fourier-Transformation Traditionelle Verfahren der Spektralschätzung: Periodogramm, Blackman-Tukey, Bartlett, Welch Parametrische Modelle von Zufallsprozessen Spektralschätzung mit AR-Modellen Yule-Walker-Gleichung und Levinson-Durbin-Rekursion Zusammenhang mit der Prädiktion Realisierung als Lattice-Filter Autokorrelationsansatz, Kovarianzansatz, Verfahren von Burg Realsisierung mit MATLAB Die Kenntnisse der Studierenden werden für jede Vorlesung in einer schriftlichen Klausur (Dauer 90 min) bewertet

19 Medienformen Skript und Hand-outs zu den Vorlesungen Simulation mit dem Programm PSPICE A/D, System-Vision oder ADVANCED-MS der Fa. Mentor Graphics (VHDL-AMS) Sammlung von gelösten Übungsaufgaben und alten Klausuraufgaben Laboranleitung zum Laborversuch PLL Literatur Roland Best: Theorie und Praxis des Phase-Locked Loops, AT-Verlag Paul V.Brennan: Phase Locked Loops: Principles and Practice, Mac Millan Press LTD, London 1996 Floyd M.Gardner: Phaselock Techniques, John Wiley 1986 Peter J.Ashenden: The System Designer s Guide to VHDL-AMS, Elsevier- Science, ISBN: K. Kroschel: Statistische Informationstechnik, 4. Auflage, Springer, 2004 K.D. Kammeyer, K. Kroschel: Digitale Signalverarbeitung, Filterung und Spektralanalyse, mit MATLAB-Übungen, 6. Auflage, Teubner 2006 S. M. Kay: Modern Spectral Estimation, Prentice Hall, 1988 S. M. Kay: Fundamentals of Statistical Processing, Volume I: Estimation Theory, Prentice Hall, KOM Kommunikationssysteme Zugeordnete Lehrveranstaltungen verantwortlicher Lehrform, SWS und Gruppengröße Stud. Arbeitsaufwand Voraussetzungen Lernziele/ Kompetenzen Kommunikationssysteme (KOM) E2M161 Signalverarbeitung in Kommunikationssystemen E2M162 Architekturen von Kommunikationssystemen 2. Prof. Dr. Manfred Litzenburger Prof. Dr. Manfred Litzenburger Deutsch Vorlesung, 2 SWS + 2 SWS Wahlpflichtmodul (alternativ zu MED) Wintersemester und Sommersemester Präsenzstudium 60 SWS, Eigenstudium 60 SWS 4 CP Kenntnisse in Systemtheorie, digitaler Signalverarbeitung sowie Nachrichtentechnik Allgemein: Ziel des s ist die Vermittlung von theoretischen und praktischen Kenntnissen zu Architekturprinzipien von Nachrichtenübertragungssystemen und modernen Verfahren der Signalverarbeitung in Nachrichtenübertragung. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen en: Aufbauend auf Kenntnissen digitaler ationsverfahren und Kenntnissen der digitalen Signalverarbeitung werden in diesem spezielle Algorithmen zur Signalverarbeitung in Kommunikationssystemen vorgestellt sowie die Entwicklungstendenzen in der Architektur von Signalverarbeitungs- und Kommunikationssystemen. In Ergänzung der Vorlesung Hochfrequenzsysteme, in der der Schwerpunkt auf den Architekturen der analogen Frontends liegt, wird hier der Schwerpunkt auf die digitale Seite der Nachrichtensysteme gelegt. Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüsselqualifikationen: Zum Abschluss des s sollen die Studierenden moderne Verfahren der Signalverarbeitung und Architekturprinzipien

20 Inhalt moderner Nachrichtenübertragungssysteme verstehen. Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Übertragung von Nachrichten gehört zu den Kernaufgaben eines Ingenieurs der Kommunikation- und Informationstechnik. Vorlesung Signalverarbeitung in Kommunikationssystemen Adaptive Filter und Entzerrung Maximum-Likelihood Detektion Kanalschätzung / Systemidentifikation Multi-Antennen-Verfahren (Beamforming, Smart Antennas, MIMO) Vorlesung Architekturen von Kommunikationssystemen Empfängerarchitekturen Digital Down- / Up-Conversion Multi-Raten Signalverarbeitung Direkte Digitale Synthese (DDS) A/D- und D/A-Wandler in Kommunikationssystemen Software Defined Radio Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in schriftlichen Klausuren (Dauer jeweils 60 min) bewertet. Medienformen Skriptum, Tafelanschrieb Folien (Powerpoint, PDF) Matlab-Simulationsprogramme Sammlung von gelösten Übungsaufgaben Literatur F. Harris: Multirate Signal Processing for Communication Systems, Prentice-Hall, 2004 S. Haykin: Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, 2001 J. Reed: Software Radios. A modern approach to Radio Engineering, Prentice Hall, 2002 J. Mitola: Software Radio Architecture, Wiley, J. Proakis: Digital Communications, McGraw Hill, New York, 3. Aufl., 1995 K.D. Kammeyer: Nachrichtenübertragung, Teubner, Stuttgart, 4. Aufl., ELA Elektrische Antriebe Zugeordnete Lehrveranstaltungen verantwortlicher Lehrform, SWS und Gruppengröße Stud. Arbeitsaufwand Elektrische Antriebe (ELA) Vorlesung Elektrische Antriebe (E2M130). 2. Prof. Dr.-Ing. Thomas Köller Prof. Dr.-Ing. Thomas Köller. Deutsch Vorlesung Elektrische Antriebe, 6 SWS. Wahlpflichtmodul für Vertiefung Regenerative Energietechnik Wintersemester und Sommersemester Präsenzstudium 90 SWS, Eigenstudium 150 SWS 8 CP