Enseignement secondaire technique

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1 Enseignement secondaire technique Régime de la formation de technicien - Division électrotechnique Cycle moyen T0EL - Electronique (TRONI) 4 leçons Manuels obligatoires : 1. Elektronik II, Bauelemente und Grundschaltungen der Mikroelektronik, Pflaum Verlag ISBN Manuels recommandés : Livres du maître : Langue véhiculaire : Nombre de devoirs : Referenz Rahmenlehrplan RLP: Analogelektronik 2 tes Semester Digitalelktronik 1 tes und 2 tes Semester Lernaufgabe : AE : DE : La Kapitel RLP Ziel Inhalt (h) 1 DE1 Analoge und digitale Signale 2 2 DE2 Grundverknüpfungen: AND, OR, NOT 8 3 DE3 Analyse von Schaltungen mit AND, OR, NOT 4 DE4 Synthese von Schaltungen anhand der ODER-Normalform 4 5 AE1 Nichtlineare Widerstände 12 6 AE2 Diode 7 AE3 Z-Diode 8 8 AE5 Bipolarer Transistor: Wirkungsweise 2 9 AE6 Transistor als Schalter 12 Fin 1 er semestre DE5 Schaltalgebra 11 DE6 Universalverknüpfungen NAND und NOR 4 12 DE7 Entwerfen von Schaltungen in NAND- und NOR-Technik 6 13 La-DE Selbständige Erarbeitung der Funktionsweise des RS-FFs 6 14 DE8 RS- und RS -Flipflop 15 AE4 Gleichrichterschaltungen 16 Total: T0EL - Electronique Page 1 de 5

2 Bemerkung: Die Lernziele des RLP-Analogelektronik sind momentan nicht elektronisch gespeichert und deshalb nicht abgedruckt T0EL - Electronique Page 2 de 5

3 Lerngebiet: Digitalelektronik Bemerkungen: Bei den Schülerversuchen ist besonders die Eigeninitiative der Schüler zu fördern d.h. die Versuche sollten möglichst selbständig von den Schülern durchgeführt werden. Zur Förderung der schriftlichen Ausdrucksfähigkeit soll zu jedem Versuch ein Bericht in Eigenarbeit ausgearbeitet werden. Für die Grundverknüpfungen (AND, OR, NOT) und die Universalverknüpfungen (NAND, NOR) sind, neben Schaltzeichen und Wahrheitstabelle, auch die praktischen Ausführungen als IC-Bausteine zu behandeln. Pin-Belegung, Kenn- und Grenzwerte sind Datenbüchern zu entnehmen. Ziele Inhalte methodische Hinweise 1. Zwischen analogen und digitalen Signalen unterscheiden und Prinzip einer digitalen Schaltung kennen. analoges Signal digitales Signal digitale Variable Eingangsvariable Ausgangsvariable Der Unterschied zwischen den digitalen und den analogen Signalen soll anhand von Beispielen aus dem Alltag verdeutlicht werden Grundverknüpfungen darstellen, erklären und selbständig anwenden. AND-, OR-, NOT-Verknüpfung Symbole Funktionsgleichung mit den Symbolen L, V,` Signalzeitdiagramme AND-, OR-, NOT-Verknüpfung als IC- Bausteine Die drei Grundverknüpfungen werden in Schülerversuchen mittels Symbolbausteinen bzw. TTL-Bausteinen veranschaulicht. Nicht die TTL-Technik, sondern die PIN- Belegung der IC-Bausteine wird behandelt. Die TTL-Technik wird gegenüber der CMOS- Technik bevorzugt wegen der einfacheren Handhabung T0EL - Electronique Page 3 de 5

4 Ziele Inhalte methodische Hinweise 3. Schaltung mit den drei Grundverknüpfungen nach Schaltplan selbständig aufbauen, Funktionsweise ermitteln und beschreiben. mit Zwischenvariablen Funktionsgleichung aus Schaltung Äquivalenz- und Antivalenzverknüpfung - Symbol - Wahrheitstabelle - Funktionsgleichung - Signalzeitdiagramm Auswahl der entsprechenden Grundverknüpfungen als IC-Bausteine Die Schaltungen mit den drei Grundverknüpfungen werden mit Symbol- bzw. TTL- Bausteinen aufgebaut. Die Rolle der OR-Verknüpfung als Ausgangsvariablensammler soll besonders hervorgehoben werden. 4. Einfache digitale Schaltung nach Funktionsbeschreibung entwerfen und aufbauen. Ein- und Ausgangsvariablen bestimmen ODER-Normalform Die Funktionsgleichung wird nicht mittels KV- Diagramm vereinfacht, sondern mit Hilfe der ODER-Normalform beschrieben Gesetze der Schaltalgebra kennen und anwenden. Verknüpfung mit den Konstanten 0, 1 Theoreme der AND-Verknüpfung Theoreme der OR-Verknüpfung Theoreme der NOT-Verknüpfung Kommutativität Assoziativität Distributivität Morgansche Gesetze Vereinfachungsbeispiele In den Vereinfachungsbeispielen soll das Prinzip der Vereinfachung einer logischen Funktionsgleichung dargestellt werden. Funktionsgleichungen, deren Vereinfachungen ein Hinzufügen von Termen verlangt, werden zu diesem Zeitpunkt nicht behandelt. 6. Universalverknüpfungen darstellen, erklären und selbständig anwenden. NAND-, NOR-Verknüpfung Symbole Funktionsgleichung Signalzeitdiagramm NAND- und NOR-Verknüpfungen als IC- Bausteine Die Universalverknüpfungen NAND und NOR werden mit Hilfe von Symbol- bzw. TTL- Bausteinen in Schülerversuchen veranschaulicht T0EL - Electronique Page 4 de 5

5 Ziele Inhalte methodische Hinweise 7. Schaltung bestehend aus den Grundverknüpfungen in NAND- und in NOR- Form umwandeln. Realisierung von AND, OR und NOT mit Hilfe von NAND und NOR Die Beispiele aus den Punkten 3 und 4 werden in NAND- und in NOR-Form umgewandelt und mit Hilfe von Symbol- bzw. IC-Bausteinen in Schülerversuchen aufgebaut. 6 Bei der Realisierung der Grundverknüpfungen mit Hilfe von NAND- bzw. NOR- Verknüpfungen soll die Schaltalgebra verwendet werden. LERNAUFGABE 6 Das Ziel dieser Lernaufgabe ist das selbständige Erarbeiten der Funktionweise des RS-Flipflops. Die Lernaufgabe soll so formuliert sein, daß der Schüler, ausgehend von einer Schaltung bestehend aus Grundverknüpfungen (AND, OR, NOT), durch Vereinfachung und durch Umwandlung der Schaltung in NAND-Form, die Funktionsweise des RS-Flipflops selbständig erarbeitet. 8. Signalspeicher darstellen, erklären und selbständig anwenden. Zeitabhängige binäre Schaltung RS-Flipflop aufgebaut aus NAND- Verknüpfungen RS-Flipflop Schaltzeichen Ansteuerungsart: nicht-taktgesteuert Zeitablaufdiagramme Die Funktionsweise der einzelnen Flipflops wird in Schülerversuchen veranschaulicht. Die charakteristischen Gleichungen werden zu einem späteren Zeitpunkt behandelt T0EL - Electronique Page 5 de 5