In den Laborübungen lernen die Studierenden am Beispiel der SIMATIC S7-1500 wie speicherprogrammierbare Steuerungen bedient und programmiert werden. Als
Beispielanwendungen kommen dabei ein Förderband sowie ein Fabrikmodell mit verschiedenen Bearbeitungsstationen von Fischertechnik zum Einsatz.

In den Versuchen werden u. a. folgende Themen behandelt:

• Praxisorientierter Entwurf und strukturierte Implementierung von Steuerungen (Fehlermeldung und -anzeige, Einzelsteuerungsfunktionen, Datenstrukturen)
• Verknüpfungsfunktionen,Verknüpfungssteuerungen und Ablaufsteuerungen
• Programmiersprachen Funktionsbausteinsprache (FUP), Ablaufsprache (GRAPH7), Strukturierten Text (SCL), Kontaktplan (KOP) und Anweisungsliste (AWL)
• Umgang mit Programmiersystemen anhand der Software TIA-Portal von Siemens
• Entwurf und Programmierung graphischer Bedienoberflächen und Integration in ein Automatisierungssystem
• Analogwertverarbeitung mit Automatisierungsrechnern

• M. Seitz, Speicherprogrammierbare Steuerung für die Fabrik- und Prozessautomation, 4. Auflage, München: Hanser Verlag, 2015
• Wellenreuther, Zastrow, Automatisieren mit SPS - Theorie und Praxis, 6. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015

1. Grundlagen der Automatisierungstechnik

• Begriffsdefinitionen
• Aufgaben, Anwendungsgebiete und Automatisierungsobjekte

2. Sensoren und Aktoren in der Automatisierungstechnik

3. Steuerungen

• Die Programmiernorm DIN EN 61131-3
• Verknüpfungsfunktionen
• Verknüpfungssteuerungen
• Ablaufsteuerungen
• Alternative Beschreibungsformen für Ablaufsteuerungen (GRAFCET, Petrinetze, Automaten)

4. Automatisierungsrechner

• Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)
• Aufbau und Besonderheiten
• Peripherie

• M. Seitz, Speicherprogrammierbare Steuerung für die Fabrik- und Prozessautomation, 4. Auflage, München: Hanser Verlag, 2015
• R. Langmann, Taschenbuch der Automatisierung, 3. Auflage, München: Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2017
• Norbert Becker, Automatisierungstechnik, 2.Auflage, Würzburg: Vogel-Buchverlag, 2014
• Wellenreuther, Zastrow, Automatisieren mit SPS - Theorie und Praxis, 6. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015
• T. Heimbold, Einführung in die Automatisierungstechnik, München: Fachbuchverlag Leipzig im Carl-Hanser-Verlag, 2015

Individuelle Themenstellung

• Leitfaden zur Anfertigung wissenschaftlicher Arbeiten an der Fakultät E+I, Fakultät EMI
• Zudem vom Betreuer*in der Bachelor-Thesis vorgegebene Literatur

• Die Teilnahme an mindestens 8 Fachvorträgen über andere Bachelor-Arbeiten derselben Fakultät muss vor der Anmeldung der eigenen Arbeit nachgewiesen werden.
• Am Ende der Bearbeitungszeit der Bachelor-Thesis folgt ein öffentlicher Fachvortrag im Umfang von 15 - 20 Minuten über die eigene Arbeit und deren Randbedingungen.

Leitfaden zur Anfertigung wissenschaftlicher Arbeiten an der Fakultät E+I, Fakultät EMI

Weitgehend selbstständige, ingenieurnahe Bearbeitung von und Mitarbeit in Projekten zwecks

• Anwendung und Festigung der an der Hochschule erlernten Fachkenntnisse
• Lösung betriebsrelevanter Aufgaben in der Entwicklung, im Test, in der Projektierung, in der Produktion oder in weiteren einschlägigen Bereichen
• Vertiefung der fachlichen Kenntnisse in mind. einem der Bereiche Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik, Elektrische Energietechnik.

• Die erforderliche Literatur ist spezifisch für die im Betrieb zu bearbeitenden Aufgaben und Projekte. Kann im Betrieb beschafft werden oder ggf. über die Hochschulbibliothek.
• Für die Berichtserstellung: Leitfaden zur Anfertigung wissenschaftlicher Arbeiten an der Fakultät Elektrotechnik, Medizintechnik und Informatik

Präsentation der Erfahrungen im Betriebspraktikum zum einen gegenüber anderen Praktikant*innen und zum andern gegenüber Studierenden, die das Betriebspraktikum noch vor sich haben:

• Tätigkeiten: Aufgaben und Lösungen
• Vorgehensweise, Projektmanagement, Probleme
• Erfahrungen mit Vorgesetzten und Kolleginnen und Kollegen

Hüttmann, Andrea: Erfolgreiche Präsentationen mit PowerPoint.
Mit wertvollen Tipps und Tricks. 2018, Springer Gabler Verlag

Einführung

Grundlagen der Protokollimplementierung

Physische Schicht

• Differentielle und massebezogene Übertragung, bidirektionale Übertragung.
• Eigenschaften der Übertragung im Basisband
• Kanaleigenschaften
• Realisierung von Eingangs- und Ausgangstreibern
• Leitungscodierung
• serielle und parallele Übertragungssysteme
• Topologien

Protokolle auf Schnittstellen und Bussystemen

• lokales Bussysteme (CAN, LIN)
• Ethernet-basierte Systeme (Real-Time Ethernet, Feldbusse)
• USB
• Profibus

• Dembrowski, K., Computerschnittstellen und Bussysteme, 2. Auflage,Heidelberg, Hüthig Verlag, 2001
• Zimmermann, W., Schmidgall R., Bussysteme in der Fahrzeugtechnik, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Verständnis, Inbetriebnahme und Optimierung von Protokolllösungen in Software und Hardware, insbesondere für folgende Bussysteme und Schnittstellen:

• Serial Peripheral Interface (SPI)
• Universal Synchronous / Asynchronous Receiver Transmitter (USART)
• Local Interconnect Network (LIN)
• Controller Area Network (CAN)
• Universal Serial Bus (USB)
• Ethernet

• Dembrowski, K., Computerschnittstellen und Bussysteme, 2. Auflage,Heidelberg, Hüthig Verlag, 2001
• Zimmermann, W., Schmidgall R., Bussysteme in der Fahrzeugtechnik, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Zeitdiskrete Signale im Zeitbereich:

• Elementare Signale und Operationen
• Orthogonalität und Korrelation

Zeitdiskrete Signale im Frequenzbereich:

• Fourierreihe und Fouriertransformation
• Zeitdiskrete Fouriertransformation (DTFT)
• Diskrete Fouriertransformation (DFT, FFT)
• Z-Transformation

Beschreibung stochastischer Signale:

• Mittelwert, quadratischer Mittelwert und Varianz
• Statistische Unabhängigkeit und Korrelationsfunktionen
• Stochastische Prozesse im Frequenzbereich

Analog-Digital-Umsetzung

• Das Abtasttheorem
• Quantisierung

Zeitdiskrete System und Digitale Filter

• Beschreibung von digitalen Filtern
• Pol-Nullstellen-Diagramm und Filterstrukturen

Im Rahmen der Projektarbeit werden folgende Themen praktisch behandelt:

• Analog/Digital- und Digital/Analog-Wandlung
• FFT
• Nichtrekursive Filter: FIR
• Rekursive Filter: IIR OFDM und Channel Sounding

• K.-D. Kammeyer, K. Kroschel, Digitale Signalverarbeitung: Filterung und Spektralanalyse mit MATLAB-Übungen. 8. Auflage, Springer Vieweg, 2012.
• D. C. von Grünigen, Digitale Signalverarbeitung - mit einer Einführung in die kontinuierlichen Signale und Systeme, 5th ed. Hanser, 2014.
• T. Frey, M. Bossert, Signal- und Systemtheorie. Vieweg+Teubner, 2004.
• N. Fliege, M. Gaida, Signale und Systeme: Grundlagen und Anwendungen mit MATLAB. J. Schlembach Fachverlag, 2008.
• M. Meyer, Signalverarbeitung: Analoge und digitale Signale, Systeme und Filter, 8. Auflage, Springer Vieweg, 2017.
• A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, Zeitdiskrete Signalverarbeitung. R. Oldenbourg Verlag, 1999.
• M. Werner, Digitale Signalverarbeitung mit Matlab. Vieweg+Teubner, 2012. T. Frey, M. Bossert, Signal- und Systemtheorie. Vieweg+Teubner, 2004.

• Motivation für Elektromobilität sowie technische Herausforderungen
• Hybride und elektrische Antriebskonzepte
• Grundlagen Antriebskomponenten von Elektro- und Hybridfahrzeugen (Verbrennungsmotor, Getriebe,Energiespeicher, Leistungselektronik)
• Betriebsstrategien für Elektro- und Hybridfahrzeuge
• Ladeverfahren und -infrastruktur
• Sicherheitsmechanismen in Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb
• Ermittlung der Energieverbräuche und Betrachtung von Umweltaspekten
• Aktuelle und zukünftige Trends der Elektromobilität

• Kampker, A., Vallée, D., Schnettler A., Elektromobilität - Grundlagen einer Zukunftstechnologie, SpringerVieweg, 2013
• Reif, K., Noreikat, K., Borgeest, K., Kraftfahrzeuge - Hybridantriebe, SpringerVieweg 2012
• Wallentowitz, H.,Freialdenhoven, A., Strategien zur Elektrifizierung des Antriebsstranges Technologien, Märkte und Implikationen, 2. Auflage, Vieweg +Teubner-Verlag, 2011
• Hofmann, P., Hybridfahrzeuge -Ein alternatives Antriebskonzept für die Zukunft, Springer-Verlag, 2010
• Naunin, D., Bartz, W., Wippler,E., Hybrid-, Batterie- und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge Technik, Strukturen und Entwicklung, Expert-Verlag, 2006

Physikalische Grundlagen von elektrischen Maschinen

Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten verschiedener Gleichstrommaschinen

• Permanentmagneterregt
• Fremderregt
• Reihenschluss
• Nebenschluss

Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten von Synchronmaschinen

• Netzbetrieb
• Betrieb am Frequenzumrichter

Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten von Asynchronmaschinen

• Netzbetrieb
• Betrieb am Frequenzumrichter
• Thermik und Schutz von elektrischen Maschinen

• Schröder, D., Elektrische Antriebe - Grundlagen, 6. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2017
• Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2017

• Einführung in Embedded Systems (ES)
• Interfaces von ES
• Datendarstellung
• Architektur und Programmierung von ES
• Befehle und Kontrollstrukturen in Assembler
• Funktionen in Assembler
• Optimierung in Assembler
• Exceptions und Interrupts
• Programmierung von Interrupts in C und der NVIC
• Timerinterrupts in C
• Hardwarenahe Programmierung in C und Assembler
• Mischung C und Assembler
• Speichermanagement

• Joseph Yiu: The Definitive Guide to ARM© Cortex®-M3 and Cortex®-M4 Processors, Third Edition, Elsevier, 2013
• Yifeng Zhu: Embedded Systems with ARM© Cortex-M Microcontroller in Assembly Language and C, Third Edition, E-Man Press, 2017

Sechs Laborversuche mit einem Cortex-M3 Evaluationsboard.

• Assembler 1: Grundlegende Befehle, Konfiguration der GPIOs, Abfragen von Tasten, Ausgabe auf LEDs
• Assembler 2: Implementierung eines Lauflichts und eines rekursiven Bubblesorts
• C 1: Implementierung einer Druckbehälteranzeige – Bestimmung von Software-Metriken
• C 2: Implementierung einer Stoppuhr mit Timerinterrupts
• C 3: Implementierung einer Motorsteuerung unter Verwendung eines Watchdogs
• C 4: Implementierung einer funkbasierten und verschlüsselten Verbindung (nRF24) – Dokumentation mit doxygen/GraphViz

• Joseph Yiu: The Definitive Guide to ARM© Cortex®-M3 and Cortex®-M4 Processors, Third Edition, Elsevier, 2013
• Yifeng Zhu: Embedded Systems with ARM© Cortex-M Microcontroller in Assembly Language and C, Third Edition, E-Man Press, 2017

Entropie:Die Quantifizierung von Information

• Informationsgehalt eines Zeichens und einer Quelle
• Grundlagen der Datenkompression

Signale und Systeme der Nachrichtentechnik

• Pegelmaße
• Deterministische und stochastische Beschreibung von Signalen
• Überlagerung von Signalen

Modulationsverfahren

• Amplitudenmodulation
• Einseitenbandmodulation
• Frequenzmodulation
• Quadratur-Amplituden-Modulation

Übertragungskanäle

• Leistungsübertragungsbilanz
• Äquivalenter Tiefpass
• Gaußkanal und Mehrwegeausbreitung

• Martin Werner, Nachrichtentechnik. Vieweg+Teubner Verlag, 2010.
• Martin Bossert, Einführung in die Nachrichtentechnik. Oldenbourg Verlag, 2012.
• Martin Meyer, Kommunikationstechnik: Konzepte der modernen Nachrichtenübertragung. 6. Aufl. Springer Vieweg, 2019.
• Peter Adam Höher, Grundlagen der digitalen Informationsübertragung – Von der Theorie zu Mobilfunkanwendungen. Springer Vieweg, 2013.
• Karl-Dirk Kammeyer, Armin Dekorsy, Nachrichtenübertragung. 6. Auflage, Springer Vieweg, 2017.

Es werden Laborversuche zu folgenden Themen durchgeführt:

• Überlagerung von Signalen
• Amplitudenmodulation     
• Hüllkurven
• Einseitenbandmodulation
• Produktdemodulation
• Spektralanalyse mit Software Defined Radio

Vorlesungsskript Kommunikationstechnik

• Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre
• Unternehmensführung/Management
• Informationswirtschaft (Externes und internes Rechnungswesen)
• Finanzierung und Investition
• Personalwirtschaft
• Materialwirtschaft
• Produktionswirtschaft
• Absatzwirtschaft/Marketing

Vahs, D., Schäfer-Kunz, J., Einführung in die Betriebwirtschaftslehre, 5. Auflage, Stuttgart, Schäffer-Poeschel-Verlag, 2007

Im Rahmen des Seminars Projektmanagement wird eine praxisorientierte Einführung in die Methoden und Vorgehensweisen des modernen Projektmanagements gegeben.
Das Seminar umfasst im Einzelnen folgende Inhaltspunkte:

Projektmanagement:

• Definitionen
• Richtlinien, Nutzen Projektmanagement und Projekt Definitionen nach DIN; Determinanten des Projektmanagement-Erfolgs; Das "Magische Dreieck" des Projektmanagements.
• Projektorganisationsformen, Reine Projektorganisation, Projektkoordination, Matrix-Organisation – Projektlebenszyklus, Projektdefinition 

Projektplanung:

• Kick-off, Erstellen eines Projektstrukturplans(PSP); Verfahren der Aufwandsschätzung;
• Termin- und Ablaufplanung (Gantt-Chart, Meilensteinplan; Netzplantechnik),
• Ressourcen- und Kostenplanung; Risikomanagement; Praxisanleitung zur Projektplanung.

Projektabwicklung/ -controlling:

• Projektabwicklung, Qualitäts- und Config.-Management);
• Techniken zur Erfassung zukunftsbezogener IST-Daten;
• Datenauswertung (Soll-Ist Vergleich);
• Earned-Value Analyse (EVA); Meilenstein Trend Analyse (MTA));
• Definieren von Steuerungsmaßnahmen. – Projektabschluss:
• Produktabnahme; Projektabschlussbericht mit
• Abschlussanalyse; Projektabschluss-Meeting (Kick-Out); Feedback zum Projekt.
• Kosten des Projektmanagements

Diverse Themen des Projektmanagements:

• Einführung in MS Projects - praktische Übung im Team -Arbeitstechniken zur Unterstützung von Projektmanagement: Kreativitätstechniken;
• Problemlösungstechniken; Kommunikationstechniken;
• Verhalten und Steuern von Besprechungen (Videopräsentation). -Abschlussdiskussion – Feedback der Seminarteilnehmer

• Burghardt, M., Einführung in Projektmanagement, 4. Auflage, Erlangen, Publicis MCD Verlag, 2002
• Haynes, M., Projektmanagement, 3. Auflage, Menlo Park, Calif., Crisp Learning, 2002
• Wischnewski, E., Projektmanagement auf einen Blick, Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg, 1993

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Regelungstechnik und vermittelt die grundlegenden Konzepte zur Analyse von Regelkreisen und dem Entwurf von Reglern für zeitkontinuierliche, lineare Systeme mit einem Eingang und einem Ausgang (LTI-SISO-Systeme). Behandelt werden u.a. folgende Inhalte:

Einführung in die Regelungstechnik

• Anwendungen   
• Definition: System, Steuerung, Regelung, Blockschaltbild, statisches System, dynamisches System, Stabilität
• Steuerung und Regelung statischer Systeme
• Festwertregelung, Folgeregelung, Vorsteuerung

Modellierung dynamischer Systeme

• Beschreibung mechanischer, elektrischer und fluidischer Systeme mittels Differentialgleichungen
• Definition von linearen, zeitinvarianten Systemen (LTI-Systeme)
• Linearisierung nichtlinearer Differentialgleichungen
• Simulation eines Systems mit MATLAB Simulink

Beschreibung und Verhalten von LTI-Systemen im Zeitbereich

• Lösen der Eingangs-/Ausgangs-Differentialgleichung
• Sprungantwort und Impulsantwort, Faltung
• Erzwungene Antwort und Eigenbewegung
• Transientes und stationäres Verhalten

Beschreibung und Verhalten von LTI-Systemen im Frequenzbereich

• Anwendung der Laplace-Transformation,
• Übertragungsfunktion, Pole und Nullstellen, Stabilität
• Blockschaltbildumformung
• Frequenzgang, Bode-Diagramm, Ortskurve

 Elementare Übertragungsglieder

• P-Glied, I-Glied, PT1-Glied, D-Glied, DT1-Glied, PT2-Glied, Totzeit-Glied
• PD-Glied, Bandsperre
• Zusammengesetzte Systeme

Der Regelkreis

• Der Standardregelkreis
• Ziele eine Regelung, Reglerentwurfsaufgabe und Anforderungen
• Stabilität von Regelkreisen
• Stationäres Verhalten von Regelkreisen
• Standard-Regler vom Typ PID
• Reglerauslegung im Zeitbereich (Methoden von Ziegler-Nichols, Methode v. Chien, Hrones und Reswick)
• Reglerauslegung im Frequenzbereich (vereinfachtes Betragsoptimum, Zeitkonstantenkompensation, Frequenzkennlinienverfahren, Auslegeung auf Dämpfung des geschlossenen Kreises)

• O. Föllinger, Regelungstechnik, 12. Auflage, Berlin, VDE Verlag, 2016
• J. Lunze, Regelungstechnik I, 11. Auflage, Springer Vieweg, 2016
• G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson, 8. Auflage, 2019

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:
• Aufbau und Funktionsweise eines Operationsverstärker
• Merkmale und Eigenschaften des Operationsverstärkers
• Der Operationsverstärker als linearer Verstärker
• Diverse Grundschaltungen in Gegenkopplung
• Stabilitätsbetrachtungen im Bode-Diagramm
• Fehler-Rechnung
• Operationsverstärker in Mitkopplung

• Goßner, S., Grundlagen der Elektronik: Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Shaker -Verlag, 2008
• Zastrow, D., Elektronik, Springer-Verlag, 12. Auflage, 2014
• Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15.
• Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

• Grundlagen der Digitaltechnik
• Reales Verhalten digitaler Schaltungen in Hardware
• Kombinatorische Schaltungen
• Sequentielle Schaltungen

• Fricke, K.: Digitaltechnik. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009, 6. Auflage
• Woitowitz, R.; Urbanski, K.; Gehrke, W.: Heidelberg: Springer Verlag, 2011 
• Biere, A.; Kröning, D.; Weissenbacher, G.; Wintersteiger, Ch. M.: Digitaltechnik – Eine praxisnahe Einführung. Heidelberg: Springer Verlag, 2008
• Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
• Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Elementare Komponenten, Funktionen und Steuerungen. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012
• Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme (4. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:
• Zeit- und Wertediskretisierung kontinuierlicher Signale
• Digital-Analog-Wandler
• Abtast-Halte-Glied
• Analog-Digital-Wandler
• Phasenregelkreis (PLL)

• Goßner, S., Grundlagen der Elektronik: Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Shaker -Verlag, 2008
• Best, R., Phase-Locked Loops: Design, Simulation and Applications, McGraw-Hill Education, 2009
• Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

• Zeitliches Verhalten Digitaler Schaltkreise
• Schaltkreistechnologien digitaler Schaltungen
• Schaltungstechnische Aspekte bei Mikroprozessor- und Mikrocontroller -Systemen
• Programmierbare Logikbausteine
• Design-Rules für digitale Systeme
• Speicher

• Fricke, K.: Digitaltechnik. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009, 6. Auflage
• Woitowitz, R.; Urbanski, K.; Gehrke, W.: Heidelberg: Springer Verlag, 2011
• Biere, A.; Kröning, D.; Weissenbacher, G.; Wintersteiger, Ch. M.: Digitaltechnik – Eine praxisnahe Einführung. Heidelberg: Springer Verlag, 2008
• Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
• Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Elementare Komponenten, Funktionen und Steuerungen. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012
• Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme (4. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006

Sensorik, Analogtechnik:

• Verhalten Sensoren kennenlernen
• Entwurf, Aufbau/Implementierung und Test einer anlogen Teilschaltung (OPV) zur Aufbereitung eines vorgegeben analogen Signals und vorgegeben Randbedingungen
• Rechnergestützter Entwurf der Schaltung (Simulation) der Schaltung mittels PSPICE
• Allgemeine Eigenschaften OPV kennenlernen, evaluieren
• Anwendung OPV als Verstärker, Subtrahierer etc.

Analog-Digital-Wandler:

• Allgemeine Eigenschaften von AD-Wandlern evaluieren
• Gemeinsame Inbetriebnahme des AD-Wandlers mit der Sensorik und der analogen Signalaufbereitungsschaltung

Digitaltechnik, Programmierbare Digitalschaltkreise:

• Entwurf kombinatorischer und sequentieller Schaltungsteile
• Entwurf komplexerer digitaler Schaltungen und Umsetzung der Schaltung in einem programmierbaren Digitalschaltkreis (FPGA), Rechnergestützter Entwurf der digitalen Schaltungen
• Integration der kombinatorischen und sequentiellen Schaltungsteile in eine vorgegebene Digitalschaltungsumgebung
• Gemeinsame Inbetriebnahme der vorherigen entworfenen Schaltungsteile mit dem entstandenen Digitalteil
  Einblick in Entwurfsmöglichkeiten digitaler Schaltungen

• Goßner, S., Grundlagen der Elektronik: Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Shaker -Verlag, 2008
• Zastrow, D., Elektronik, Springer-Verlag, 12. Auflage, 2014
• Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016
• Fricke, K.: Digitaltechnik. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009, 6. Auflage
• Woitowitz, R.; Urbanski, K.; Gehrke, W.: Heidelberg: Springer Verlag, 2011
• Biere, A.; Kröning, D.; Weissenbacher, G.; Wintersteiger, Ch. M.: Digitaltechnik – Eine praxisnahe Einführung. Heidelberg: Springer Verlag, 2008
• Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
• Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Elementare Komponenten, Funktionen und Steuerungen. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012
• Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme (4. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006
• Best, R., Phase-Locked Loops: Design, Simulation and Applications, McGraw-Hill Education, 2009

Definition und Eigenschaften eines Sensors: einfach, integriert, intelligent ("smart sensor")

Überblick von Messgrößen und möglichen Messprinzipien:

Druckmessung
• Drucksensoren: Piezoresistiv, kapazitiv, Temperaturkompensationsmethoden

Längen- und Wegmessung:
• Induktiv: Tauchanker, LVDT, Phasensynchrone Demodulation
• Kapazitiv: Schichtdickenmessung
• Optisch: Phasenbezogene Entfernungsmessung, Triangulation
• Laufzeitverfahren: Ultraschallsensoren und RADAR
• Digitale Messverfahren (Encoder)

Kraftmessung:
• Dehnungsmessstreifen und Auswerteschaltungen
• Piezoelektrische Sensorik

Korrelationsmesstechnik:
• Kreuzkorrelation, Störunterdrückung, Laufzeitkorrelation

Messsignalverarbeitung in der Messkette:
• Normalverteilte Messabweichungen
• Kleinste Quadrate Schätzung

• Tränkler, H., Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2014
• Hering, E., Schönfelder G.,Sensoren in Wissenschaft und Technik , Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2012
• Schrüfer, E., Elektrische Messtechnik, München, Hanser, 2014

Das Labor verknüpft die in der Vorlesung erarbeiteten Messmethoden und vorgestellten Sensoren mit acht Versuchen von denen sechs durchgeführt werden:

• Interferometrische Längenmesstechnik
• Korrelationsmesstechnik: Störunterdrückung, Laufzeitmessungen
• Dehungsmessstreifen: Dehnung, Biegung, Torsion, Wägezelle
• Rechnergestützte Messdatenerfassung und -verarbeitung: Induktive und potentiometrische Wegmessung
• Wegmessung: Linear Variabler Differenzialtransformator (LVDT), phasenempfindliche Demodulation (Lock-In-Verstärker)
• Druckmesstechnik: Piezoresistive Druckmessung, Temperaturkompensation, Füllstandsmessung, barometrische Messungen
• Laufzeitverfahren zur Distanzmessung: Ultraschallsensoren und Fehlereinflüsse, RADAR- und Ultraschallsensoren für die Füllstandsmessung
• Kalibrierung von Sensoren: Temperaturmessung mit Widerstandssensorik, Kalibrierung von PT100 Elementen Magnetfeldsensorik, Kalibrierung eines 2D Magnetkompasses auf MEMS-Basis, Kalibirerung eines Hall-Sensors

• Tränkler, H., Sensortechnik Handbuch für Praxis und Wissenschaft, 2.Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2014
• Hering, E., Schönfelder G., Sensoren in Wissenschaft und Technik,
• Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2012 Schrüfer, E., Elektrische Messtechnik, München, Hanser, 2014)

Signale und ihre Eigenschaften:
• Analoge und digitale Signale
• Elementare Signale
• Signalleistung, Signalenergie und Effektivwert

Systeme und ihre Eigenschaften:
• Gedächtnisfreie Systeme
• LTI-Systeme
• Impulsantwort und Faltung
• Sprungantwort und Eigenfunktionen

Fourierreihe und Fouriertransformation:
• Definition und Eigenschaften
• Systembeschreibung mit Fourierreihe und Fouriertransformation
• Fouriertransformierte periodischer und spezieller Funktionen

Laplacetransformation:
• Eigenschaften und Rechenregeln
• Rechnen im Bildbereich, Hin- und Rücktransformation
• Rechnen mit Delta- und Sprungfunktionen

z-Transformation
• Lineare Abtastsysteme
• Rechenregeln der z-Transformation
• Lösung von Differenzengleichungen

• O. Föllinger, Laplace- und Fourier-Transformation, 10. Auflage, VDE-Verlag, 2011.
• I. Rennert, B. Bundschuh, Signale und Systeme: Einführung in die Systemtheorie. Hanser, 2013.
• D. Ch. Von Grünigen, Digitale Signalverarbeitung mit einer Einführung in die kontinuierlichen Signale und Systeme. Hanser, 2014.
• O. Beucher, Signale und Systeme: Theorie, Simulation, Anwendung. Springer, 2011.
• F. Puente León, U. Kiencke, H. Jäkel, Signale und Systeme. Oldenburg Verlag, 2011

• Benutzung der Freeware Version von Cadence, OrCAD für die Schaltungssimulation auf schematic-Ebene
• Entwurf und Schaltungssimulation von einfachen Schaltungen wie Verstärker, Widerstandsnetzwerke, Filtern, Schwingkreise, Ringoszillationen, Digitallogik
• DC Analyse, Transientenanalyse, Monte-Carlo Verfahren

• Beetz, B.: Elektroniksimulation mit PSPICE. Analoge und digitale Schaltungen mit ausführlichen Simulationsanleitungen. 3. Auflage. Wiesbaden: Vieweg Verlag, 2008
• Baumann, P.: Sensorschaltungen. Simulation mit PSPICE. Wiesbaden: Vieweg Verlag, 2006
• Fitzpatrick, D.: Analog Design and Simulation using OrCAD Capture and Pspice. Oxford: Newnes/Elsevier, 2012
• Mackensen, E.: Tutorial: Einführung in Orcad 16.6 PSPICE. 2014.
• Eckl, K.P.: Analogsimulation mit PSPICE. In: PCNEWS, Ausgabe 49, September 1996, pp. 69-73

Die Lehrveranstaltung gliedert sich folgendermaßen:

• Grundlagen zur Messtechnik und Wellenausbreitung
• Störquellen
• Störkopplungen (galvanisch, kapazitiv, induktiv)
• Arten der Störaussendung
• Gegenmaßnahmen in der Schaltungstechnik
• Gegenmaßnahmen auf der Geräteebene
• EMV-Messtechnik   
• EMV-Normen und Gesetze

• Stotz, D., Elektromagnetische Verträglichkeit in der Praxis, Springer-Verlag, 2019
• Schwab, A.J., Kürner, W., Elektromagnetische Verträglichkeit, Springer Verlag, 2011
• Gustrau, F., Elektromagnetische Verträglichkeit: Berechnung der elektromagnetischen Kopplung, Prüf- und Messtechnik, Zulassungsprozesse, Hanser-Verlag, 2015
• Williams, T., EMC for Product Designers, Newnes, 2016