Module

Voraussetzungen

Inhalte

Digitaltechnik: • Boolsche Algebra • Grundgatter, komplexe Gatter • Normalform • Karnaugh Diagramm und Logik Minimierung • Beispiele für Kombinatorische Schaltungen • Dynamisches Verhalten kombinatorischer Schaltungen • Grundlagen sequentieller Schaltungen • Automaten (Moore, Mealy, Zustandsdiagramme) • Speicherelemente Flip-Flop, Multiplexer-basierte Register und Latches, Pegel und Taktflankensteuerung • Timing in sequentiellen Schaltungen (Setup- und Hold Time) • Beispiele für sequentielle Schaltungen (Zähler, synchron, asynchron) • Grundlagen von digitalen Tabellen-Speichern (RAM, statisch und dynamisch, EEPROM-Zelle, Organisation von Speichern, NOR- und NAND-Flash-Speicher Technologien Schaltungssimulation mit SPICE: • Funktionsweise des Schaltungssimulators basierend auf der modifizierten Knotenanalyse • Newton Algorithmus, Jakobi-Matrix • Funktionsweise der DC-Simulation und DC-Arbeitspunkt • Funktionsweise der AC-Simulation, AC-Anregung und Interpretation der Simulationsergebnisse • Funktionsweise der Transientensimulation, Parameter, die Simulationsgeschwindigkeit, Konvergenz und Rechengenauigkeit beeinflussen

Lernziele

Die Studierenden können digitale kombinatorische und sequentielle Schaltungen verstehen und entwerfen. Sie kennen die zugrundeliegenden Schaltungstechnologien, deren Funktionsweise und Eigenschaften. Die Studierenden können grundlegende Schaltungen, die sie im Rahmen der Elektrotechnik kennen lernen, mit einem Schaltungssimulator, der auf SPICE basiert, analysieren.

Prüfungsleistung

Voraussetzung für die Modulabschlussprüfung: • erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben Modulabschlussprüfung: • Klausur, 180 min.

Bemerkungen

• Studiengang Elektrotechnik B. Sc. (PO 2019): Pflichtmodul