Veranstaltung: Rechnergestützte Schaltungsanalyse

Nummer:
141376
Lehrform:
Vorlesung und Übungen
Verantwortlicher:
Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann
Dozenten:
Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann (ETIT), Dipl.-Ing.(FH) Dennis Krüger (ETIT), Dr.-Ing. Pierre Mayr (ETIT)
Sprache:
Deutsch
SWS:
3
LP:
3
Angeboten im:
Sommersemester

Termine im Sommersemester

  • Beginn: Freitag den 13.04.2018
  • Vorlesung Freitags: ab 14:15 bis 16.45 Uhr im HID
  • Übung (alternativ) Freitags: ab 14:15 bis 16.45 Uhr im ID 03/121
  • Übung (alternativ) Freitags: ab 14:15 bis 16.45 Uhr im ID 03/139

Prüfung

Schriftliche Prüfung am 28.02.2018

Dauer: 90min
Prüfungsanmeldung: FlexNow

Ziele

Die Teilnehmer haben Grundkenntnisse der rechnergestützten Ingenieurarbeit am Beispiel von SPICE und Mathematica erworben. Sie haben beide Simulatoren kennengelernt und verstehen, wie diese anzuwenden sind. Praxisnahe Übungsbeispiele sind dabei mit Blick auf die Inhalte des Studiums der Elektrotechnik und Informationstechnik ausgewählt. Beide Teile untergliedern sich in Vorlesungen im Hörsaal HID und Praktika im CIP-Pool der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik.

Inhalt

Die Lehrveranstaltung "Rechnergestützte Schaltungsanalyse" besteht aus zwei Teilen. Teil I: Einführung in die Schaltungssimulation mit „SPICE“ Teil II: Einführung in das Computer-Algebra-System (CAS) „Mathematica“.

Im Teil SPICE erlernen die Studierenden u.a. eine Schaltung (z.B. Verstärker, Filter, DC-DC-Wandler) auf Netzlistenebene und als Schaltplan zu beschreiben und diese sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich zu simulieren. Ebenfalls wird gezeigt, wie die Modelle der verwendeten Bauelemente (Transistoren, Operationsverstärker, Widerstände u.v.m.) erstellt und angepasst werden. Darüber hinaus wird auf die Arbeitsweise des Simulators selbst eingegangen, um diesen an die Anforderungen der Analyse entsprechend einzustellen.

Im Teil Mathematica wird den Studierenden die Struktur der Software dahingehend vermittelt, dass diese in der Lage sind, symbolische und nummerische Lösungen algebraischer Gleichungen bestimmen zu können. Die Ergebnisse der Analysen von linearen Gleichungssysteme bis hin zu Differentialgleichungen werden mit Hilfe von Kurven, Bildern und Geräuschen dargestellt, bzw. ausgegeben. Anhand von Beispielen aus den Bereichen Ladungsträgersteuerung, Wellentheorie, Brechung / Reflexion, u.v.m. erlernen die Studierenden die Modellierung dieser Systeme und deren Lösung mit moderner Software.

Voraussetzungen

keine

Empfohlene Vorkenntnisse

Um die behandelten Beispiele und Übungen eigenständig verstehen und lösen zu können sollten die folgenden Veranstaltungen erfolgreich abgeschlossen sein:

  • Allgemeine Elektrotechnik 1-3
  • Elektronische Bauelemente