Das Schaltungstechnik Labor enthält Versuche sowohl für den Bereich der Analogen- wie auch Digitalen Schaltungstechnik. Der Student bearbeitet in Gruppen zu 2 Studenten 6 Versuche aus folgender Auswahl: Kombinatorische Schaltungen: Aufbau Inverter, Stromaufnahme, Übertragungsverhalten, Störabstand, 2-Bit Addierer, Durchlaufzeit, Logikserie CMOS Differenzverstärker: Simulation eines Differenzverstärkers mit dem Programm PSPICE, Gegentakt und Gleichtaktverstärkung, Frequenzgang, Stabilität, Überragungsverhalten. Operationsverstärker: Messung Übertragungskennlinie, Verstärkung, Eingangsoffsetspannung, Frequenzgang des realen Verstärkers für unterschiedliche Verstärkungen, Aufbau eines 2 poligen aktiven Filters mit dem Operationsverstärker und Messung des Übertragungsverhaltens. Programmierbare Logik: Entwurf der kombinatorischen Schaltung eines Vergleichers und der sequentiellen Schaltung eines kaskadierbaren Dezimalzählers bis `99` mit Enable, synchronem Reset und Carry. Programmierung und Funktionsnachweis auf GAL-Logikbausteinen. A/D-Wandler: Vermessung eines D/A-Wandlers auf Linearität und Restfehler. Aufbau eines A/D-Wandlers
nach dem Verfahren der `successive Approximation`. Basisversuche zum Abtasttheorem. Abtastung eines Signals. Phasenregelkreis: Aufbau eines PLL mit unterschiedlichen Phasendetektoren. Untersuchung des Verhaltens im Zeit- wie im Frequenzbereich. Folgeverhalten, Einrastverhalten, Stabilität. Dimensionierung der Regelparameter. Aufbau eines PLL als Synthesizer. SMD- Technologie: Aufbau einer kleinen Schaltung im SMD-Labor mit SMD-Bausteinen an einem Vakuum- Bestückungsplatz. Reflow- Lötvorgang, Qualitätssicherung unter dem Stereo-Mikroskop, Inbetriebnahme. Der Versuch vermittelt den kompletten SMD- Fertigungsvorgang für moderne Elektronik. FPGA- Entwurf eines Frequenzzählers: Auf einem Logikentwurfssystem für FPGAs (ALTERA-MAX II ) wird die Schaltung eines Frequenzzählers ergänzt und in wesentlichen Komponenten digital simuliert. Das Gesamtsystem wird in einen FPGA gebrannt und in Funktion demonstriert. ECL-Technik: Die Besonderheiten der Emitter Coupled Logic werden untersucht. Messtechnik mit Leitungsabschluss, Logikschaltungen, ECL- Zähler bis 150 MHz. Pegel und Störabstände. Impulsmesstechnik. Umgang mit einem hochwertigen Samplingoszillographen.

- Grundlagen der Logik, logische Basisfunktionen, Normalformen.
- Kombinatorische Netze, Schaltnetze, statische Logik.
- Digitale Basisschaltungen, TTL, CMOS, innerer Aufbau, Störabstände.
- Minimisierung logischer Netze mit graphischen und rechnerischen Verfahren.
- Isomorphe und nicht- isomorphe Netze.
- Aritmetische kombinatorische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer).
- Zeitverhalten, kritischer Pfad, Treiberfähigkeit und Belastung.
- Rückkopplung bei Schaltnetzen, Stabilität, Oszillationen.
- Speicherelemente, Flipflops, Register und ihre Behandlung und Anwendung.
- Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf.
- Zustandsdiagramm.
- Moore-Automat, Mealey- Automat, sequentielle Schaltwerke

Jansen D., Handbuch der Electronic Design Automation, Hanser Verlag, 2000

- Verstärkerentwurf: Ideale und reale gesteuerte Quellen zur Modellierung des Verstärkermechanismus`

- Rückgekoppelte Verstärker: Signalflussbild, Schaltung,mathematische Beschreibung

- Differenzverstärker, Operationsverstärker, Fehlerminderung durch Gegenkopplung, idealer Operationsverstärker, virtuell- Null- Verfahren, typische Kennwerte kommerzieller Operationsverstärker.

- Schaltungsbeispiele mit Operationsverstärkern: Verstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften, Filter, Messschaltungen; Eigenschaften, Grenzen und Dimensionierungen.

- Schaltungstechnik mit Bipolar- und Feldeffekt

- Transistoren, Kleinsignalanalyse, Anwendungen, Frequenzgrenzen, Eingangs- und Ausgangsimpedanzen. Stromquellen- und Stromspiegelschaltungen.

- Anwendung regelungstechnischer Analyseverfahren am rückgekoppelten Operationsverstärker: Stabilität, Frequenzgang, Kompensationsverfahren.

Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

Zeit- und Wertediskretisierung kontinuierlicher Signale: Anwendungen, Grenzen,
benötigte Einrichtungen

- Zeitdiskretisierung mittels Abtast-Halte-Glied:
Aufbau, Grenzen, Genauigkeits- und Geschwindigkeitsabschätzungen

- Wertediskretisierung mittels Analog-Digital- / Digital-Analog-
Wandlern: Aufbaukonzepte, Genauigkeits- und Geschwindigkeitsgrenzen, Ein- und Mehrquadrantenbetrieb, Zahlenformate, Schnittstellen.

- Funktionsgenerator als Beispiel zur Schwingungserzeugung ohne Resonatoren

-Phasenreglkreis (PLL): Prinzip, regelungstechnische Analyse, Dimensionierung.
Anwendungen: Synchronisiereinrichtungen, Modulatoren und Demodulatoren für
Winkelmodulation, Frequenzvervielfachung, Mehrphasengeneratoren, Frequenzsyntheziser

Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

- Vertiefung Zustandsautomaten-Entwurf, Logiksynthese
- Mikroprogrammsteuerungen, Mikroprogramm
- Architekturen - Rechnerarchitekturen, Grundlagen
- Datenpfad und Kontrollpfad, Instruktionssätze.
- Speicherorganisation, Speicherplan, Chip-Select Erzeugung.
- Virtuelle Speicher, Segmentierung, Seitenverwaltung.
- Architektur von RISC- und CISC-Prozessoren sowie von Mikrocontrollern.
- Pipelining, Interrupt, Zusammenhang mit Betriebssystem.
- Statische Timinganalyse in getakteten Systemen, Clock-Skew, Taktdomänen
- Kurzeinführung in VHDL als Systementwurfssprache und Synthese
-Programmierbare Logik (FPGA)

Jansen, D., Handbuch der Electronic Design Automation, Hanser Verlag, 2000