Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik Bachelor-Studiengang Elektrotechnik (B.Sc.) Content Management Version Datum wer was geändert 1.0 04.05.2005 Vester Modulbeschreibungen für BPO-E-05. 1.1 10.05.2005 Vester Software-Design 1 (5122): Literaturhinweise ergänzt (Prof. Korte). Kopfzeile korrigiert. 1.2 15.11.2005 Vester Maschinennahe Vernetzung (5137): Modulverantwortlicher und Dozent Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jasperneite. 1.3 21.05.2007 Vester Informatik 1 (5108): Änderung Lehrform in 2 V und 4 P. Datensicherheit (5151): Änderung in 5. Semester. Modulbeschreibung Weitverkehrsnetze (5148) ergänzt. Modulbeschreibung Eingebettete Systeme (5176) ergänzt. Modulbeschreibung Softwarequalitätsmanagement (5149) ergänzt. 1.4 05.10.2007 Vester Informatik 2 (5109): Änderung bei Modulverantwortlicher/Dozent. Modulbeschreibungen Mathematik 1 bis 4 aktualisiert.
Seite 2 / 55 Inhaltsverzeichnis Die Module sind in alphabetischer Reihenfolge nach der Modulbezeichnung () aufgelistet. Modulbezeichnung Kürzel FNR Seite Betriebswirtschaftslehre BW 5174 3 Bildverarbeitung BV 5125 4 Codierungsverfahren CV 5150 5 Datensicherheit DC 5151 6 Diskrete Signalverarbeitung DS 5124 7 Echtzeit-Datenverarbeitung EZ 5119 8 Eingebettete Systeme ES 5176 9 Elektrische Maschinen 1 EM1 5128 10 Elektrische Maschinen 2 EM2 5129 11 Elektromagnetische Verträglichkeit EV 5130 12 Elektronik 1 EL1 5111 13 Elektronik 2 EL2 5112 14 Elektronik 3 EL3 5113 15 Entwurf digitaler Systeme ED 5116 16 Funksysteme FS 5155 17 Grundgebiete der Elektrotechnik 1 GE1 5104 18 Grundgebiete der Elektrotechnik 2 GE2 5105 19 Grundgebiete der Elektrotechnik 3 GE3 5106 20 Grundgebiete der Elektrotechnik 4 GE4 5107 21 Grundgebiete der Kommunikationstechnik 1 GK1 5123 22 Grundgebiete der Kommunikationstechnik 2 GK2 5156 23 Hardware-Design 1 HD1 5132 24 Hardware-Design 2 HD2 5133 25 Hochfrequenztechnik 1 HF1 5159 26 Hochfrequenztechnik 2 HF2 5160 27 Hörfunk- und Fernsehtechnik HR 5134 28 Informatik 1 IF1 5108 29 Informatik 2 IF2 5109 30 Informatik 3 IF3 5110 31 Leistungselektronik 1 LE1 5135 32 Leistungselektronik 2 LE2 5136 33 Managementkompetenz MK 5175 34 Maschinennahe Vernetzung MV 5137 35 Mathematik 1 MA1 5100 36 Mathematik 2 MA2 5101 37 Mathematik 3 MA3 5102 38 Mathematik 4 MA4 5103 39 Mikrowellentechnik MW 5165 40 Optische Nachrichtentechnik ON 5166 41 Physik 1 PH1 5114 42 Physik 2 PH2 5115 43 Projektmanagement 1 MPM1 6049 44 Regelung elektrischer Antriebe RA 5141 45 Regelungstechnik 1 RT1 5120 46 Regelungstechnik 2 RT2 5121 47 Sensortechnik ST 5142 48 Software-Design 1 SD1 5122 49 Software-Design 2 SD2 5144 50 Software-Design 3 SD3 5145 51 Softwarequalitätsmanagement SQ 5149 52 Technisches Englisch TE 5173 53 Vertiefungspraktikum VP 5117 54 Weitverkehrsnetze WW 5148 55
Seite 3 / 55 Modulbezeichnung: Betriebswirtschaftslehre BW Fachnummer FNR: 5174 6. Semester als Lehrbeauftragter Dipl.-Betriebswirt Manfred Koch als Lehrbeauftragter Dipl.-Betriebswirt Manfred Koch Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Wahlpflichtmodul Voraussetzungen: Text für Transcript: Übung / 2 SWS keine speziellen Voraussetzungen Einordnung der BWL in die Gesellschaftswissenschaften erkennen, Kenntnisse über verschiedene Rechtsformen von Unternehmen erlernen, die Organisationsformen des Rechnungswesens erkennen, die Studierenden in die Lage versetzen, den Wertfluss im Unternehmen darzustellen und zu beurteilen. Methoden zur Kostenkalkulation kennen und anwenden und diese Methoden kritisch würdigen. Unterscheidung zwischen BWL (Betriebswirtschaftslehre) und VWL (Volkswirtschaftslehre), Rechtsformen von Unternehmen, Unterrschiede Personen/Kapitalgesellschaften, öffentliche Unternehmensformen. Grundzüge des externen Rechnungswesens, Inventur-Inventar-Bilanz, Verbuchung einfacher Geschäftsvorfälle, Bewertungsansätze in der Bilanz, Abschreibungsverfahren, Jahresabschluss, Gewinn-/ Verlustrechnung, Anhang zur Bilanz. Gewinnermittlung/-srechnungen einzelner Rechtsformen. Interne Rechnungslegung, Betriebsbuchhaltung/Kostenrechnung, Kostenarten-, Kostenstellen-, Kostenträgerrechnung, Kostenträgerstückrechnung (Kalkulation), Kostenträgerzeitrechnug (Betriebsergebnisrechnung), fixe/proportionale Kosten. Tafel, Folien, Skript. Bestmann, Kompendium der Betriebswirtschaftslehre Wöhe, Einführung in die allgemeine Betriebswirtschaftslehre Heinen, Industriebetriebslehre Eisele, Technik des betrieblichen Rechnungswesens Schmolke-Deitermann, Industrielles Rechnungswesen Kilger, Flexible Plankostenrechnung. Business Studies This lecture classifies business studies into social sciences; gives information about legal forms of companies; identifies different types of accountancy; analyzes cashflow of a business; outline methods and appliance of cost accounting as well as impart knowlegde to value those methods
Seite 4 / 55 Modulbezeichnung: Bildverarbeitung BV Fachnummer FNR: 5125 6. Semester Prof. Dr. Volker Lohweg Prof. Dr. Volker Lohweg Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Wahlpflichtmodul Praktikum / 2 SWS Voraussetzungen: Mathematik 1, 2, 3, 4 Grundgebiete der Elektrotechnik 1, 2, 3, 4 Informatik 1, 2, 3 Elektronik 1, 2, 3 Entwurf digitaler Systeme Grundgebiete der Kommunikationstechnik 1 Regelungstechnik 1 Diskrete Signalverarbeitung Verstehen und Anwenden verschiedener Konzepte der Bildverarbeitung und Mustererkennung/ Methodenkompetenz in der Anwendung und eigenständigen Umsetzung verschiedener Aufgabenstellungen auf dem Gebiet. Grundlagen der Bildverarbeitung, physiologische Aspekte, Punktoperationen, Morphologie, objektorientierte Bildverarbeitung, Grundlagen der Mustererkennung, Klassifikatoren und Fuzzy-Systeme, 2D-Transformationen als Merkmalgeneratoren. Projekt und Präsentation, benotet. Datenprojektor, Tafel, Folien, Skript Bildverarbeitung Zamperoni, P.: Methoden der digitalen Bildverarbeitung, Vieweg-Verlag, 1989. Abmayer, W.: Einführung in die digitale Bildverarbeitung, Teubner-Verlag, 1994. Jähne, B.: Digitale Bildverarbeitung, 3. Auflage, Springer-Verlag, 2000. Text für Transcript: Image Processing Goal: Be able to operate with image processing and pattern recognition concepts. Contents: Basic methodologies on 2-D signal processing, spatial domain processing, frequency domain processing, point operations and iconics, filtering and pre processing, segmentation, coding, object oriented image processing, classification concepts, pattern recognition, image processing components and industrial applications. Lab exercises: Design of algorithms with Matlab/ Simulink, Real time design with FPGAs.
Seite 5 / 55 Modulbezeichnung: Codierungsverfahren CV Fachnummer FNR: 5150 5. Semester Prof. Dr.-Ing. Stefan Witte Prof. Dr.-Ing. Stefan Witte Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Wahlpflichtmodul Übung / 1 SWS Praktikum / 1 SWS Voraussetzungen: Grundgebiete der Kommunikationstechnik 1 Text für Transcript: Themenfelder eigenständig erarbeiten und präsentieren. Grundlagen der Informationstheorie, Quellencodierung, Huffmann Codierung, Datenkompressionsverfahren, Arithmetische Codierung, Lempel-Ziv, Jpeg, MP3, Leitungscodierung, NRZ-, AMI-, Manchester Codes, Scrambler, Beispiel ISDN, Kanalcodierung, Codewörter, Hamming-Distanz, Blockcodes, Zyklische Codes, Faltungscodes, Interleaving Verfahren, Codierverfahren in technischen Systemen, Ethernet, CAN, ISDN, GSM, Aufbau von Codern und Decodern mit Matlab/Simulink, Programmierung von Kompression und Dekompression, Messungen an Faltungsencoder/Decoder mit Kanalmodell. Tafel, Folien/Beamer, Rechner-Simulationen. Werner, Martin, Information und Codierung Haykin, Communication Systems Coding Goal: Be able to understand the principles of source coding and channel coding. Contents: introduction to information theory (entropy, transinformation), source coding (Huffmann, Lempel Ziv), channel capacity, channel coding, block codes, linear block codes, cyclic codes (CRC) convolutional coding (Viterby algorithm), Coding in GSM-System, project work to source coding, bit error rate with convolutional coding, simulation of CRC coding.
Seite 6 / 55 Modulbezeichnung: Datensicherheit DC Fachnummer FNR: 5151 5. Semester Prof. Dr. Stefan Heiss Prof. Dr. Stefan Heiss Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Wahlpflichtmodul Praktikum / 2 SWS Voraussetzungen: Informatik 1, Informatik 2 Text für Transcript: Die Studierenden kennen wichtige Eigenschaften und Anwendungsfelder für unterschiedliche Klassen von kryptographischen Algorithmen und Protokollen. Sie verfügen über das zum Verständnis einiger Algorithmen der asymmetrischen Kryptographie (insbesondere von DH- und RSA-Verfahren) benötigte Wissen aus der modularen Arithmetik. Sie besitzen praktische Erfahrungen im Aufbau einer Public-Key-Infrastruktur (PKI), die sie bei der Durchführung eines entsprechenden Projekts erworben haben. Modulare Arithmetik, kryptographische Techniken, symmetrische Blockchiffren, symmetrische Stromchiffren, asymmetrische Verschlüsselungsverfahren, Signaturverfahren, Schlüsselaustauschverfahren, Hashalgorithmen, kryptographische Protokolle und Sicherheitsinfrastrukturen, PKIs (CAs, X509- Zertifikate, CRLs,...), SSL/TLS, IPsec (ESP, AH, IKE), Verschlüsselung von Dateien (z.b. mit PGP), digitale Signaturen, SIGG-konforme Signaturen mit Signaturkarten (Smardcards), Code Signing (z.b. signierte Applets und Midlets), E-Mail-Sicherheit (S/MIME), Internet-Sicherheit (HTTPS), VPN-Lösungen. Benotete Präsentation einer Projektarbeit. Bestehen einer benoteten Klausurarbeit. Die Note ergibt sich aus der Note für die Präsentation und der Note für die Klausurarbeit. Tafel, PC-Präsentationen, Vorlesungsskript; Übungen/Projekt am PC. Beutelspacher, A., Schwenk, J., Wolfenstetter K.: Moderne Verfahren der Kryptographie, Vieweg Verlag 2004 Busch, C., Wolthusen S.: Netzwerksicherheit, Spektrum Verlag 2002. Cheswick, W. R., Firewalls und Sicherheit im Internet, Addison-Wesley 2004. Schneier, B.: Angewandte Kryptographie, Addison-Wesley 1996. Schwenk, J.: Sicherheit und Kryptographie im Internet, Vieweg Verlag 2002. IT-Security Goal: Students understand basic cryptographic principles and algorithms and are able to deploy a security infrastructure. Contents: Cryptographic algorithms (symmetric and asymmetric ciphers, message digests, signature and key derivation algorithms), cryptographic protocols and infrastructures (TLS, IPsec, PKI's based on X509 certificates), applications (digital signatures, code signing, internet security, VPN's).
Seite 7 / 55 Modulbezeichnung: Diskrete Signalverarbeitung DS Fachnummer FNR: 5124 5. Semester Prof. Dr. Volker Lohweg Prof. Dr. Volker Lohweg Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Pflichtmodul Übung / 1 SWS Praktikum / 1 SWS Voraussetzungen: Mathematik 1, 2, 3, 4 Grundgebiete der Elektrotechnik 1, 2, 3, 4 Informatik 1, 2, 3 Elektronik 1, 2, 3 Entwurf digitaler Systeme Grundgebiete der Kommunikationstechnik 1 Verstehen und Anwenden verschiedener Konzepte der Diskreten Signalverarbeitung. Methodenkompetenz in der Anwendung und eigenständigen Umsetzung verschiedener Aufgabenstellungen auf dem Gebiet. Grundlagen der Signalverarbeitung, Diskrete Fourier-Transformation, Abtastsysteme, Spektralschätzung, 1D- und 2D-FIR-Filter, 1D-IIR-Filter und Wellendigitalfilter, Wavelets, 1D- und 2D Diskrete Spektraltransformationen ( Hadamard-, Cosinus-, Haar-, Zirkular-Transformation). Datenprojektor, Tafel, Folien, Skript Diskrete Signalverarbeitung Götz, H.: Einführung in die digitale Signalverarbeitung, Teubner-Verlag 2003. Schüßler, H.W.: Digitale Signalverarbeitung, Springer-Verlag, 1988. Kammeyer, K.D.; Kroschel, K: Digitale Signalverarbeitung, Teubner, 2003. Oppenheim, A.V; Schafer, R.W.: Discrete-Time Signal Processing, Prentice Hall, 2004. Burrus, C. S.; Gopinath, R. A.; Guo, H.: Wavelets and Wavelet Transforms, Prentice Hall, 1998. Poularikas, A.; et al.: The Transforms and Applications Handbook, CRC Press and IEEE Press, 2000. Text für Transcript: Discrete Signal Processing Goal: Be able to understand basic signal processing concepts and their applications. Contents: Fourier and z-transform as tools for signal processing, spectral analysis with Dirac impulses, 1-D and 2-D FIR filters, and IIR filters, different transforms incl. wavelets. Algorithm design with Matlab/ Simulink.
Seite 8 / 55 Modulbezeichnung: Echtzeit-Datenverarbeitung EZ Fachnummer FNR: 5119, Bachelor Mechatronik 4. Semester, 4. Semester Prof. Dr.-Ing. Rolf Hausdörfer Prof. Dr.-Ing. Rolf Hausdörfer Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Automatisierungstechnik, Pflichtmodul Elektrotechnik (Bachelor), Informationstechnik, Wahlpflichtmodul Mechatronik (Bachelor), Wahlpflichtmodul Vorlesung / 1 SWS Praktikum / 3 SWS 210 h = 60 h Präsenz- und 150 h Eigenstudium 7 CR Voraussetzungen: Informatik 3 Die Studierenden sollen die Programmierung echtzeitfähiger maschinennaher Digitalrechner verstehen und anwenden können. Grundbegriffe der Automatisierungstechnik, Technische Prozesse, Prozesskopplung, Steuerung/Regelung, Prozessrechner, Echtzeit-Multitasking- Betriebssystem, Rechtzeitigkeit/Gleichzeitigkeit, Zeit-/Ereignis-Einplanung, Semaphoren, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Programmieren nach IEC 61131, Kooperatives Multitasking, Reglerrealisierung in C, Digitale und analoge Prozessperipherie, Lastenheft und Pflichtenheft für Automatisierungsvorhaben. Tafel, Folien/Beamer, Handouts Goll, Joachim u.a.: C als erste Programmiersprache. Teubner 2003. John, K.-H., Tiegelkamp, M.: SPS-Programmierung mit IEC 61131. Springer 2000. Grötsch, Eberhard: SPS. Oldenbourg 2004. Reißenweber, Bernd: Prozessdatenverarbeitung. Oldenbourg 1995. Ghassemi-Tabrizi, Ataeddin: Realzeit-Programmierung. Springer 2000. Erlenkötter, Helmut: C Programmieren von Anfang an. Rowohlt 2003. Text für Transcript: Real Time Systems Contents: basics in automation; real time programming languages; real time computers; programmable controllers; real time operating system.
Seite 9 / 55 Modulbezeichnung: Eingebettete Systeme ES Fachnummer FNR: 5176 4. Semester Prof. Dr.-Ing. Volker Lohweg Prof. Dr.-Ing. Volker Lohweg, Prof. Dr.-Ing. Thomas Korte, Dipl.-Ing Carsten Diederichs Zurodnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Wahlpflichtmodul Praktikum / 2 SWS Voraussetzungen: Informatik 1, 2, 3 Entwurf digitaler Systeme Text für Transcript: Verstehen und Anwenden verschiedener Konzepte programmierbarer Logik. Methodenkompetenz in der Anwendung und eigenständigen Umsetzung verschiedener Aufgabenstellungen auf dem Gebiet. Das Modul behandelt spezielle eingebettete Systeme, digitale Signal- Prozessoren und applikationsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC). Im Praktikum werden die erworbenen Kenntnisse mit Hilfe der Programmiersprache VHDL vertieft. Insbesondere wird ein tieferer Einblick in die Programmierung so genannter FPGAs gegeben. Diese leistungsstarken Bausteine stellen heute für das Rapid Prototyping (RP) und Produktentwicklung einen Industriestandard dar. Eine besondere Bedeutung kommt dem Konzept System-On- Programmable-Chip (SOPC) zu. Ohne die Realisierung von komplexen Funktionseinheiten in einem integrierten Baustein sind die heutigen Geräte der Telekommunikation oder industrielle Systeme in der Automatisierungstechnik und Mechatronik nicht mehr denkbar. Weitere Themen sind: High Speed Digital Design, serielle Busse, Mikroprozessor-Architektur und die Impulsübertragung auf Leitungen. Tafel, Folien/Beamer, Skript. Herrman, G.; Müller, D.: ASIC - Test und Entwurf. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag. München 2004, 1. Auflage. Künzli, M. V.: Vom Gatter zu VHDL - Eine Einführung in die Digitaltechnik. vdf Hochschulverlag der ETH. Zürich 2001 2. Auflage. Scarbata, G.: Synthese und Analyse digitaler Schaltungen. Verlag Oldenbourg. München und Wien 2001, 2. Auflage. Urbanski, K.; Woitowitz, R.: Digitaltechnik. Springer-Verlag. Berlin und Heidelberg 2004, 4. Auflage. Embedded Systems Goal: Be able to balance different ASIC concepts and program FPGAs with VHDL. To understand the challenges of a high speed digital design. Contents: Application Specific Integrated Circuits, Programmable Logic Devices, Field Programmable Gate Arrays, Silicon Road Map, Hardware-Programming Languages, VHDL, Design-Flow, high speed digital design, microprocessor architecture, serial busses.
Seite 10 / 55 Modulbezeichnung: Elektrische Maschinen 1 EM1 Fachnummer FNR: 5128, Bachelor Mechatronik 4. Semester, 4. Semester Prof. Dr.-Ing. Matthias Hahn Prof. Dr.-Ing. Matthias Hahn Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Automatisierungstechnik, Wahlpflichtmodul Mechatronik (Bachelor), Wahlpflichtmodul Übung / 1 SWS Praktikum / 1 SWS Voraussetzungen: Mathematik 1, 2, 3, 4 Grundgebiete der Elektrotechnik 1, 2, 3, 4 Physik Der Einsatz von Transformatoren und Gleichstrom-Maschinen in der Automatisierungstechnik wird vorgestellt, wobei die Anwendung der Maschinen im Mittelpunkt steht. Neben der physikalischen Funktionsweise stehen Bauformen und Betriebsvorschriften im Vordergrund. Ziel der Lehrveranstaltung ist, grundlegende Kenntnisse zu vermitteln, die einen Einsatz in einem entsprechenden Aufgabenbereich der Industrie ermöglichen. 1- und 3-Phasen-Transformatoren: Einsatz in der industriellen Praxis, Aufbau und Wirkungsweise, Konstruktion, Betriebsverhalten bei symmetrischer und unsymmetrischer Belastung mit unterschiedlichen Impedanzen, Ersatzschaltbilder und Zeigerdigramme, Normen und Vorschriften. Gleichstrom-Maschinen: Einsatz in der industriellen Praxis, Aufbau und Wirkungsweise, Konstruktion, Betriebsverhalten, Normen und Vorschriften. Tafel, Folien. Fischer, Rolf: Elektrische Maschinen. 2004 Hanser Fachbuchverlag. Roseburg, Detlef: Lehr- und Übungsbuch Elektrische Maschinen und Antriebe, Fachbuchverlag Leipzig im Carl-Hanser-Verlag 1999. Text für Transcript: Electric Machines 1 Goal: Be able to understand the construction, operating mode and working condition of transformers and dc-machines. Contents: construction of transformers and dc-machines, induced voltage in electric machines, operational mode, windings, Buchholz relay protection, design, field generation, electromagnetic force, commutation, field weakening, variable-speed motors, tourque-speed characteristic, rated values, heating by losses.
Seite 11 / 55 Modulbezeichnung: Elektrische Maschinen 2 EM2 Fachnummer FNR: 5129 5. Semester Prof. Dr.-Ing. Matthias Hahn Prof. Dr.-Ing. Matthias Hahn Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Automatisierungstechnik, Wahlpflichtmodul Übung / 1 SWS Praktikum / 1 SWS Voraussetzungen: Elektrische Maschinen 1 Der Einsatz von 3-Phasen Asynchron- und Synchronmaschinen in der Automatisierungstechnik wird vorgestellt, wobei die Anwendung der Maschinen im Mittelpunkt steht. Neben der physikalischen Funktionsweise stehen Bauformen und Betriebsvorschriften im Vordergrund. Ziel der Lehrveranstaltung ist, grundlegende Kenntnisse zu vermitteln, die einen Einsatz in einem entsprechenden Aufgabenbereich der Industrie ermöglichen. 3-Phasen-Asynchronmaschine: Einsatz in der industriellen Praxis, Aufbau und Wirkungsweise, Konstruktion, Kurzschluss- und Schleifringläufermaschinen, Betriebsverhalten im Zusammenwirken mit Arbeitsmaschinen, Ersatzschaltbilder und Zeigerdiagramme, Normen und Vorschriften. 3-Phasen-Synchronmaschinen: Einsatz in der industriellen Praxis, Aufbau und Wirkungsweise, Konstruktion, Vollpol-, Schenkelpol- und Reluktanzmaschinen, Betriebsverhalten im Zusammenwirken mit Arbeitsmaschinen, Ersatzschaltbilder und Zeigerdigramme, Normen und Vorschriften. Tafel, Folien. Fischer, Rolf: Elektrische Maschinen. 2004 Hanser Fachbuchverlag. Roseburg, Detlef: Lehr- und Übungsbuch Elektrische Maschinen und Antriebe, Fachbuchverlag Leipzig im Carl-Hanser-Verlag 1999. Text für Transcript: Electric Machines 2 Goal: Be able to understand the construction, operating mode and working condition of asynchronous and synchronous machines. Contents: construction of asynchronous and synchronous machines, induced voltage induction machines, operational mode, windings, design, field generation, dc-, elliptical- and rotary field, field weakening, variable-speed motors, tourque-speed charcteristic, rated values, heating by losses.
Seite 12 / 55 Modulbezeichnung: Elektromagnetische Verträglichkeit EV Fachnummer FNR: 5130, Bachelor Mechatronik 6. Semester, 6. Semester Prof. Dr.-Ing. Holger Borcherding Prof. Dr.-Ing. Holger Borcherding, Dipl.-Ing. Holger Bentje Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Wahlpflichtmodul Mechatronik (Bachelor), Wahlpflichtmodul Vorlesung / 3 SWS / maximal 60 Studierende/Gruppe Praktikum / 1 SWS / maximal 15 Studierende/Gruppe Voraussetzungen: Grundgebiete der Elektrotechnik 1, 2, 3, 4 Elektronik 1, 2, 3 Text für Transcript: Die Studierenden erlernen, wie EMV in einer Geräteentwicklung berücksichtigt werden kann. Sie kennen die EMV-Gesetzgebung und können EMV-Normen anwenden. Ursachen elektromagnetischer Störungen (Quellen), Auswirkungen (Senken), Koppelpfade. Lösungen, wie elektromagnetische Störungen verringert werden können, z.b. durch Schirmung und Leistungsverringerung. Lösungen für technische Geräte zur Reduktion der Empfindlichkeit gegen elektromagnetische Störungen. Erhöhung der Störfestigkeit durch Layoutmaßnahmen. Wesentlichen Testverfahren und Normen für EMV-Messungen. Notwendige Prüfungen eines Gerätes für die CE-Zertifizierung. Praktische Versuche für Geräteprüfungen hinsichtlich Störemission und Störfestigkeit. Messung geleiteter und abgestrahlter Störemission. Störfestigkeit gegen elektrostatische Entladung (ESD), schnelle Transienten (Burst), energiereiche Überspannungen (Surge) und Magnetfelder mit energietechnischen Frequenzen. Tafel, Folien/Beamer, Skript, Vorführungen im Labor Schwab, A.: Elektromagnetische Verträglichkeit, Springer Verlag. Habiger, E.: Elektromagnetische Verträglichkeit, Hüthig Verlag Heidelberg. Franz, J.: Störungssicherer Aufbau elektronischer Schaltungen. Durcansky, G.: EMV-gerechtes Gerätedesign, Franzis. Rodewald, A.: Elektromagnetische Verträglichkeit, Vieweg. Electromagnetic Compability Goal: The students learn how to consider EMC in an electrical design. Contents: Sources of electromagnetic disturbances; coupling paths; shielding; EMC devices; layout aspects; EMC measurement and standards (ESD, Surge, Burst, EMI); CE certifying.
Seite 13 / 55 Modulbezeichnung: Elektronik 1 EL1 Fachnummer FNR: 5111, Bachelor Mechatronik 1. Semester, 3. Semester Prof. Dr. Ernst Beckmann, Prof. Dr. Joachim Vester Prof. Dr. Ernst Beckmann, Prof. Dr. Joachim Vester, englische Fachbegriffe, Datenblätter in Englisch Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Pflichtmodul Mechatronik (Bachelor), Pflichtmodul Voraussetzungen: / maximal 80 Studierende/Gruppe Übung / 1 SWS / maximal 40 Studierende/Gruppe Praktikum / 1 SWS / maximal 15 Studierende/Gruppe bzw. / maximal 80 Studierende/Gruppe Übung / 2 SWS / maximal 40 Studierende/Gruppe Grundkenntnisse in Elektrotechnik, Physik, Mathematik entspr. der Zulassungsvoraussetzungen für die Studiengänge Lernziel: Eigenschaften und Bauformen von Bauelementen kennen. Grundschaltungen mit diesen Bauelementen verstehen und berechnen können. englischsprachige Datenblätter von Bauelementen lesen und interpretieren können, Schaltungen berechnen können. Fehler bei typischen Messaufgaben erkennen und vermeiden. Bauelement Widerstand Bauelement Kondensator Halbleitermaterial und Dotierung Bauelement Diode (Z- Diode, Schottky-Diode) Bauelement Bipolar-Transistor BJT Anwendungen und Grundschaltungen mit diesen Bauelementen Tafel, Folien/ Beamer, Anschauungsexemplare, Demo-Messaufbauten Tietze, U., Schenk, Ch., 2002: Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer-Verlag. Böhmer, E. 1998: Elemente der angewandten Elektronik. Vieweg-Verlag. Beuth, K., 2001: Bauelemente. Vogel-Verlag. Text für Transcript: Electronics 1 Goal: Basic knowledge about resistors, capacitors, diodes and bipolar transistors. Be able to analyse circuits consisting of current and voltage sources, resistors, capacitors, diodes and bipolar transistors. Contents: Properties and applications of resistors, capacitors, diodes and bipolar transistors. Difference between voltage and current sources. Basic circuits with resistors, capacitors, diodes bipolar transistors. Transferfunction, basic calculations with complex numbers.
Seite 14 / 55 Modulbezeichnung: Elektronik 2 EL2 Fachnummer FNR: 5112, Bachelor Mechatronik 2. Semester, 4. Semester Prof. Dr. Ernst Beckmann, Prof. Dr. Joachim Vester Prof. Dr. Ernst Beckmann, Prof. Dr. Joachim Vester, Prof. Dr. Alexander Puhala, englische Fachbegriffe, Datenblätter in Englisch Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Pflichtmodul Mechatronik (Bachelor), Pflichtmodul Vorlesung / 3 SWS / maximal 80 Studierende/Gruppe Übung / 2 SWS / maximal 40 Studierende/Gruppe Praktikum / 1 SWS / maximal 15 Studierende/Gruppe 210 h = 90 h Präsenz- und 120 h Eigenstudium 7 CR Voraussetzungen: Elektronik 1 Lernziel: Bauelemente und Grundschaltungen der Elektronik verstehen und berechnen können. englischsprachige Datenblätter von Bauelementen lesen und interpretieren können, Schaltungen berechnen können. Fehler bei typischen Messaufgaben erkennen und vermeiden. Elektronik 2 ist eine Ergänzung zu Elektronik1 durch weitere Bauelemente und Schaltungen. Isolierschicht-Feldeffekt-Transistoren (MOSFET) Sperrschicht-Feldeffekt-Transistoren (JFET) IGBTs Thyristor Operationsverstärker Digital-Bauelemente ADCs und DACs Optoelektronische Bauelemente Tafel, Folien/ Beamer, Anschauungsexemplare, Demo-Messaufbauten Tietze, U., Schenk, Ch., 2002: Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer-Verlag. Böhmer, E. 1998: Elemente der angewandten Elektronik. Vieweg-Verlag. Beuth, K., 2001: Bauelemente. Vogel-Verlag. Text für Transcript: Electronics 2 Goal: Basic knowledge about JFET, MOSFET, IGBT, Thyristor, OP-Amp, digital devices, AD-, DA-converter, optoelectronic devices. Contents: Properties of and applications and circuits with the above-mentioned devices.
Seite 15 / 55 Modulbezeichnung: Elektronik 3 EL3 Fachnummer FNR: 5113 3. Semester Prof. Dr. Alexander Puhala Prof. Dr. Alexander Puhala Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Pflichtmodul Vorlesung / 3 SWS Übung / 2 SWS Praktikum / 1 SWS 210 h = 90 h Präsenz- und 120 h Eigenstudium 7 CR Voraussetzungen: Mathematik 1, 2, 3, 4 Grundgebiete der Elektrotechnik 1, 2, 3, 4 Elektronik 1, 2 Die Studierenden können bekannte Analysemethoden auf komplexere Schaltungen anwenden und die Ergebnisse als technische Daten funktioneller Blöcke formulieren sowie solche Daten praxiorientiert interpretieren. Sie kennen die als Beispiel dienenden Schaltungen (siehe Inhalt) und sie verstehen deren Funktionsweise. Sie können einige Analyseergebnisse zwecks Dimensionierung umstellen. Signalerfassung: Analogteil, Übertragung, Grenzfrequenz, Anstiegszeit, AD- Umsetzung, Abtastung, S&H, Antialiasing, Triggerung. Signalcharakterisierung: Gleich- und Wechselanteil, Effektivwert, Gleichrichtwert, Synchrongleichrichtung, Spitzenwert, Frequenz, Dauer. Signalerzeugung: Takterzeugung, Multivibratoren, Oszillatoren, PLL, DDS, Verlaufsformung, Rekonstruktion. Auswirkungen der Komponententoleranzen, Abweichungseffekte, Grenzabweichung, Abweichungsverteilung. Tafel, Folien/Beamer, Rechneranwendungen Tietze, U., Schenk, Ch., 2002: Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer-Verlag. Hering, E. 2001, Elektronik für Ingenieure. Springer-Verlag. Text für Transcript: Electronics 3 Goal: ability to analyse more complex circuits, to formulate and interpret their technical data; detail knowledge and understanding of commonly used circuits; ability to use analytic results for some dimensioning purposes. Contents: signal acquisition, analogue transmission, cut-off frequency, rise time, analogue-digital conversion, sampling, anti aliasing; signal characterization, dcand ac-part, rms-, rectified- and peak-value, frequency, duration; signal generation, clock generators, oscillators, PLL, DDS, signal-shaping and - reconstruction; effects of component tolerances.
Seite 16 / 55 Modulbezeichnung: Entwurf digitaler Systeme ED Fachnummer FNR: 5115 3. Semester Prof. Dr. Volker Lohweg Prof. Dr. Volker Lohweg Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Pflichtmodul Praktikum / 2 SWS Voraussetzungen: Mathematik 1, 2, 3, 4 Grundgebiete der Elektrotechnik 1, 2, 3, 4 Informatik 1, 2 Elektronik 1, 2 Eigenständige Entwicklung von kombinatorischen und sequentiellen Schaltungen, Methodenkompetenz im Systementwurf. Einordnung digitaler Systeme, Umgang mit verschiedenen Zahlensystemen und Codes, Berechnung binärer Gleichungen mit Boolescher Algebra, einfache logische Schaltungen verstehen und optimieren, kombinatorische Schaltungen generieren und optimieren, sequentielle Schaltungen generieren und optimieren, Zähler, Teiler, Rechenschaltungen, endliche Automaten (Finite State Machines), programmierbare Logikbausteine. Zuverlässigkeit von digitalen Bauelementen und Schaltungen, redundante Entwurfsmethoden, Functional Safety IEC 61508. Projekt und Präsentation, benotet. Datenprojektor, Tafel, Folien, Skript Grundlagen der Digitaltechnik- Verbundstudium NRW, Skript Entwurf digitaler Systeme. Beuth, K.: Digitaltechnik, 12. Auflage, Vogel-Verlag, Würzburg 2003. Künzli, M. V.: Vom Gatter zu VHDL - Eine Einführung in die Digitaltechnik, 2. Auflage, vdf Hochschulverlag der ETH, Zürich 2001. Herrman, G.; Müller, D.: ASIC - Test und Entwurf, 1. Auflage, Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München 2004. Scarbata, G.: Synthese und Analyse Digitaler Schaltungen, 2. Auflage, Oldenbourg, München und Wien 2001. Tietze, U.; Schenk, Ch.: Halbleiterschaltungstechnik, 12. Auflage, Springer- Verlag, Berlin und Heidelberg 2003. Urbanski, K.; Woitowitz, R.: Digitaltechnik, 4. Auflage, Springer-Verlag, Berlin und Heidelberg 2004. Text für Transcript: Digital Design Goal: Be able to design basic digital circuits with adequate methodologies. Contents: Basic designs of combinatorial logic, optimization methods like K- Map, Quine-McClusky and Espresso, sequential logic design like counters, sequencers and finite state automata, basics on Applications Specific Integrated Circuits and Field Programmable Gate Arrays. Hazard analysis, counters, state machines and basics on VHDL. Reliability of digital circuits, Redundancy design, Functional Safety IEC 61508.
Seite 17 / 55 Modulbezeichnung: Funksysteme FS Fachnummer FNR: 5155 5. Semester Prof. Dr.-Ing. Uwe Meier Prof. Dr.-Ing. Uwe Meier, englische Fachbegriffe Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Wahlpflichtmodul / maximal 60 Studierende/Gruppe Übung / 1 SWS / maximal 20 Studierende/Gruppe Praktikum / 1 SWS / maximal 15 Studierende/Gruppe Voraussetzungen: Hochfrequenztechnik 1 Die Studierenden kennen die Komponenten eines Funksystems und deren Eigenschaften. Sie sind in der Lage, für eine bestimmte drahtlose Übertragung ein geeignetes Funksystem auszuwählen und zu betreiben. Sie lernen geeignete Messgeräte kennen und können normgerechte Messungen durchführen. Antennen (Kenngrößen, Bauformen), Funkkanal (ideal, real), digitale Modulationsverfahren (Bandbreite, BER), Multiplexverfahren, Kanalvergabe, Elektromagnetische Umweltverträglichkeit (EMVU), normgerechte Messungen, Messungen an einem digitalen Funksystem Text für Transcript: Tafel, Folien/Beamer, Skript, Messgeräte Detlefsen, J., Siart, U.: Grundlagen der Hochfrequenztechnik. Oldenbourg 2003. Sklar, B.: Digital Communications, Prentice Hall 2001. Walke, B.: Mobilfunknetze und ihre Protokolle, Teubner 1998. Radio Systems Goal: Be able to understand the components of a radio system and its features. Select a radio system for a desired application. Contents: Antennas, ideal and real radio channel, digital modulation focusing on bandwidth and bit error rate, multiplexing and channel allocation, environmental electromagnetic compatibility, normative measurements, antenna and emission measurements, measurements on a digital radio system.
Seite 18 / 55 Modulbezeichnung: Grundgebiete der Elektrotechnik 1 GE1 Fachnummer FNR: 5104, Bachelor Mechatronik 1. Semester, 1. Semester Prof. Dr. B. Kleinemeier Prof. Dr. B. Kleinemeier Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Pflichtmodul Mechatronik (Bachelor), Pflichtmodul Voraussetzungen: Vorlesung / 3 SWS Übung / 1 SWS Grundkenntnisse in Physik und Mathematik entspr. der Zulassungsvoraussetzungen für die Studiengänge Die Module "Grundgebiete der Elektrotechnik 1, 2, 3 und 4 bilden einen zusammenhängenden Modulkomplex und vermitteln das in der heutigen Lehre allgemein akzeptierte Elektrotechnik-Grundwissen. In mehreren Stufen wird bei wachsender Mathematik-Kompetenz in Anlehnung an praktische Anwendungen das Lehrmaterial bis zu den fundamentalen Elektrotechnik-Gesetzen aufgebaut. GE1 vermittelt, ausgehend von der Coulomb- und Lorentzkraft, deduktiv den Weg zu Widerstand, Induktivität und Kapazität. Dabei wird von Anfang an behutsam an die Existenz elektrotechnischer Grundgesetze herangeführt. Gleichstrom, physikalisches Basiswissen, technische Zweipol-Analysen, elektrisches Feld in Isolatoren und Leitern, magnetisches Feld bis zum elementaren Induktionsgesetz. Tafel, Folien/Beamer, Skript Führer, Heidemann, Nerreter: Grundgebiete der Elektrotechnik 1 und 2. München 2003. Seidel, Wagner: Allgemeine Elektrotechnik. München 2003. Stöcker: Taschenbuch mathematischer Formeln. Frankfurt 1992. Albach: Grundlagen der Elektrotechnik 1. München 2004. Text für Transcript: Electrical Fundamentals 1 Basics: Coulomb s force and charge, electrical field strength, potential, voltage, charge transport mechanism, influence of temperature, Ohm s and Kirchhoff s law; classes of oneports, simple direct current networks, introduction to the electric field: electrical induction, dielectrical displacement, isolators, Gaussian flux law, capacity with voltage current-relationship, capacitor networks; introduction to the magnetic field: Lorentz s force on currents and moving charges, magnetic flux density, law of the nonexistence of magnetic charges, magnetic field strength, law of magnetic flux, magnetical field in coils, magnetization of ferromagnetical materials, introduction to electromagnetic induction, self induction, inductivity with voltage current-relationship, inductivity networks.
Seite 19 / 55 Modulbezeichnung: Grundgebiete der Elektrotechnik 2 GE2 Fachnummer FNR: 5105, Bachelor Mechatronik 1. Semester, 1. Semester Prof. Dr. B. Kleinemeier Prof. Dr. B. Kleinemeier Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Pflichtmodul Mechatronik (Bachelor), Pflichtmodul Vorlesung / 3 SWS Übung / 1 SWS Voraussetzungen: Grundgebiete der Elektrotechnik 1 Mathematik 1 In diesem Modul wird das für einfrequenten Sinusstrom erforderliche Wissen erarbeitet. Die Studierenden sollen insbesondere Dreiphasenstrom als Pfeiler unserer heutigen Energieversorgung verstehen lernen. Darüber hinaus sollen sie allgemeine Netzwerkanalysen (komplexes Knotenpotentialverfahren) vielseitig praktisch anwenden können. Damit wird Elementarwissen für das Verständnis nachrichtentechnischer Übertragungsketten erarbeitet. Sinusstrom, komplexe Zweipol-Behandlung, symmetrische und unsymmetrische Dreiphasensysteme, allgemeine Netzwerkanalyseverfahren, komplexe Sinusstrom-Berechnung, nachrichtentechnische Übertragungssysteme, Zweitorsysteme, Übertragungsparameter. Tafel, Folien/Beamer, Skript Führer, Heidemann, Nerreter: Grundgebiete der Elektrotechnik 1 und 2. München 2003. Seidel, Wagner: Allgemeine Elektrotechnik. München 2003. Stöcker: Taschenbuch mathematischer Formeln. Frankfurt 1992 Text für Transcript: Electrical Fundamentals 2 Sinusoidal current: resistance/capacitance/inductance with sinusoidal voltage, complex treatment, complex operators for basic oneports, complex modification of direct current laws, frequency dependence of resistance, complex parameterized curves, resonance effects, compensation of reactance, complex power; three phase systems: generation, symmetrical load, unsymmetrical load; complex linear network analysis: constant and sinusoidal exitation, topological strategic considerations, node potential matrix system, formal rules, network reduction to a twoport and a oneport (Thevenin-Norton-theorem); twoport analysis: different types of twoport equations, frequency transfer and attenuation function, elementary filter types, wave parameters.
Seite 20 / 55 Modulbezeichnung: Grundgebiete der Elektrotechnik 3 GE3 Fachnummer FNR: 5106 2. Semester Prof. Dr. B. Kleinemeier Prof. Dr. B. Kleinemeier Zuordnung z. Curriculum: Elektrotechnik (Bachelor), Pflichtmodul Vorlesung / 3 SWS Übung / 1 SWS Voraussetzungen: Grundgebiete der Elektrotechnik 1 Grundgebiete der Elektrotechnik 2 Mathematik 1 Mathematik 2 Elektronik 1 In diesem Modul wird auf der Sinusstromanalyse aufgebaut. Es stellt den Transformator als Schlüsselelement der Energieversorgung heraus. Dann werden die Studierenden von den einfrequenten zu den mehrfrequenten periodischen Strömen der Leistungselektronik und der Nachrichtentechnik herangeführt. Danach werden realistische einmalige Vorgänge bei Vorhandensein von konzentrierten Energiespeichern studiert. Transformator: magnetische Kreise, Gegeninduktivität, Übertrager; periodische Vorgänge Fouriertheorie: Fourier-Synthese, komplexe Fourierreihe, Verzerrung von Sinussignalen; einmalige Vorgänge: Kapazität und Induktivität als Energiespeicher, Schaltvorgänge bei Ein- und Zweispeicherschaltungen, Einführung Laplace-Transformation, Sprungantwort. Tafel, Folien/Beamer, Skript Führer, Heidemann, Nerreter: Grundgebiete der Elektrotechnik 1 und 2. München 2003. Seidel, Wagner: Allgemeine Elektrotechnik. München 2003. Stöcker: Taschenbuch mathematischer Formeln. Frankfurt 1992 Text für Transcript: Electrical Fundamentals 3 Transformer: magnetic circuits, three-phase transformer for energy transmission; nonsinusoidal current: harmonic synthesis, real and complex Fourier series, Fourier analysis, Fourier transform, simple model time functions, harmonic distortion; switching operations: energy storage and state variables, transient behaviour, one-capacitor and one-inductor networks, first order differential equation and its solution, Laplace transformation, transform integral and its rules, correspondence table, oscillation circuit transient, step response function.