A.5.10 Elektrotechnik und Elektronik TFO

FACHCURRICULUM Elektrotechnik und Elektronik

2. Biennium und 5. Klasse, Schwerpunkt Elektronik

 Ziele

Im Schwerpunkt Elektronik werden Kenntnisse und Fertigkeiten im Bereich der Planung, Realisierung und Gestaltung von elektronischen Systemen vertieft. Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit elektronischen Bauteilen und Schaltungen und erhalten einen Einblick in die verschiedenen Teilbereiche wie die Analog- und Digitaltechnik, Mikroelektronik und Leistungselektronik. Außerdem vertiefen sie die Thema Sicherheit am Arbeitsplatz sowie Schutz der Person, der Umwelt und des Lebensraums.

Der Unterricht im Fach Elektrotechnik und Elektronik ermöglicht den Schülerinnen und Schülern eine vertiefte Beschäftigung mit elektronischen Bauteilen und dem Entwerfen von elektronischen Schaltungen. Schülerinnen und Schülern werden in der Lage sein für Aufgabenstellungen, die den Fachbereich der Elektronik betreffen, durch Anwendung erlernter Vorgangsweisen und Methoden, innovative Lösungen und Optimierungslösungen zu erarbeiten. Sie erfahren dabei die Wichtigkeit der Ergebnisorientierung, der Zielorientierung und die Notwendigkeit, Verantwortung im Rahmen der Ethik und der Berufsethik zu übernehmen und lernen die Wirksamkeit, Effizienz und Qualität in der individuellen Arbeitstätigkeit und ihre autonome Rolle bei der Arbeit im Team richtig einzuschätzen.

Weiter wenden sie die Grundsätze der Organisation, der Verwaltung und der Kontrolle der verschiedenen Herstellungsverfahren an und analysieren den Beitrag der Wissenschaft und der Technologie in Bezug auf die Entwicklung des Wissens und die Veränderung der Lebensbedingungen. Sie reflektieren und beurteilen die ethischen, sozialen, wissenschaftlichen, produktiven, ökonomischen und weltbezogenen Auswirkungen der technologischen Errungenschaften und industriellen Anwendungen. Wert wird auch auf die korrekte Verwendung der technischen Sprache und technischen Begriffe des Fachbereichs, auch in der englischen

 Kompetenzen am Ende der 5. Klasse

Die Schülerin, der Schüler kann

  • in der Untersuchung und Planung von elektrischen und elektronischen Anlagen und Geräten die Verfahre der Elektrotechnik und der Elektronik anwenden
  • die Laborwerkzeuge und die Werkzeuge des Fachbereiches einsetzen und Messmethoden zur Durchführung von Kontrollen und Überprüfungen anwenden
  • Typ, Bauart und technische Eigenschaften elektrischer Maschinen und elektronischer Geräte, in Bezug auf die Auswahlkriterien für deren Einsatz und Systemschnittstelle analysieren
  • technische Berichte verfassen und Tätigkeiten in Bezug auf berufliche Situationen dokumentieren

 

Didaktische und methodische Hinweise in Bezug auf die Bewertung

Art und Häufigkeit der Leistungserhebung: 2-3 Schularbeiten im 1. Semester und 2-3 Schularbeiten, bzw. Projektarbeiten oder Maturasimulation im 2. Semester

Gewichtung : alle „1“

1 oder 2 Test oder mündliche Prüfungen pro Semester Gewichtung: wird gemeinsam mit den Schülern festgelegt

Labortätigkeit: Laufende Kontrolle der Labortätigkeit, Labortest, Projektarbeiten. Gewichtung: wird gemeinsam mit den Schülern festgelegt

Der individuelle Lernfortschritt wird in der Bewertung berücksichtigt Individuelle Bildungspläne werden berücksichtigt

Mitarbeitsnote: wird vor allem für die Labortätigkeit vergeben

 

Bewertungskriterien: Kompetenzbereiche und Kompetenzen

  • Problemlösen (Berechnungen, für Projekte Lösungen suchen, Lösungen und Fehler bei Praktischen Arbeiten suchen, Recherche und Planungsfähigkeit)
  • Wiedergeben und Argumentieren ( Lerninhalte schriftlich oder mündlich wieder geben, Zusammenhänge herstellen)
  • Darstellen und Dokumentieren (Schaltpläne, Eagle, Projektskizzen, Flussdiagramme,Dokumentationen Präsentationen – normgerecht/ sauber/vollständig)
  • Organisationsfähigkeit ( sauberes und effizientes Arbeiten im Labor und bei Projekten, Einhalten von Fristen)
  • Arbeitshaltung ( Teamfähigkeit, Hilfestellung für Kollegen, Konzentration auf die Arbeitsaufträge, Bereitschaft zur Mitarbeit)
  • Sprache ( Ausdrucksfähigkeit in Schrift als auch mündlich, Einsatz der Fachsprache)

 

Weitere Hinweise

Am Jahresende wird das ganze Schuljahr bewertet und deshalb fließen auch die Beurteilungen des 1. Semesters in die Endbewertung ein. Dies wird den Schülern zu beginn des Schuljahres mitgeteilt.

2. Biennium mit Vertiefung Robotik und Industrieinformatik

3. und 4. Klasse

Lerninhalte der 3. Klasse
Fertigkeiten Kenntnisse
elektrische und elektronische, lineare und nicht lineare Bauelemente, Schaltkreise und Apparaturen analysieren grundlegende physikalische Gesetze und Lehrsätze zur Untersuchung von elektrischen Netzwerken Eigenschaften von Schaltkreisen und deren Koppelung
Bauelemente der Elektronik
Der ohmsche Widerstand, temperaturabhängige Widerstände (NTZ, PTC), Spule, Kondensator. Das ohmsche Gesetz. Die Kirchhoffschen Gesetze. Der elektrische Stromkreis mit einfachen Rechenübungen. Reihenschaltung. Parallelschaltung
verschiedene Zweipolarten unterscheiden und die charakteristischen Größen und ihre Zusammenhänge festlegen Eigenschaften der aktiven und passiven Bauelemente
Reaktive Bauelemente, Reaktanz und Impedanz
Widerstand, Spule, Kondensator, Halbleiterdioden, Transistoren, integrierte Schaltkreise (TTL, CMOS)
Signale im Zeit- und Frequenzbereich darstellen mit sinusförmigen Signalen rechnen Zeigerdarstellung sinusförmiger Wechselsignale Zeigerdiagramme Offset Übungen mit Frequenzgenerator und Oszilloskop
grundlegende elektrische Größen messen Maßeinheiten der elektrischen Größen grundlegende Laborinstrumente Analoges und digitales Multimeter. Netzgerät. Spannungsmessung. Strommessung. Bestimmung des ohmschen Widerstandes. Praktische Laborübungen mit kombinierten Aufgabenstellungen
Gesetze und Methoden elektrischer Schaltkreise auf Gleich- und Wechselstromnetzwerke anwenden Symbolische Methode zur Analyse von Schaltkreisen
Elemente des Schaltkreises und ihre entsprechende Modellierung
Stromteilerregel, Spannungsteilerregel. Berechnung des Gesamtwiderstandes einfacher Netzwerke. Ersatzschaltbilder erstellen und berechnen. Überlagerungsverfahren. Maschenstromanalyse. Knotenpotentialanalyse
elektrische Gleich- und Wechselstromkreise und Netzwerke mit linearen und nicht linearen Bauelementen analysieren und dimensionieren Energiebilanz in elektrischen Netzwerken  
mit logischen (booleschen) Variablen und Funktionen rechnen Boole’sche Algebra Variablen und Konstanten. Grundgesetze der Schaltalgebra. Rechenregeln. Theoreme. NAND und NOR Funktionen. Rechen- und Umwandlungsbeispiele
Zahlen- und Kodierungssysteme anwenden binäres Zahlensystem Aufbau und Arten von Zahlensystemen. Mathematische Grundoperationen. Duales Zahlensystem. BCD Kode. Hexadezimales und Oktales Zahlensystem. Fehlererkennende Kodes
kombinatorische und sequentielle logische Schaltungen aus logischen Gattern mit geringem Integrationsgrad untersuchen kombinatorische und sequentielle logische Netze Einfache Grundschaltungen mit Gattern (UND ODER NICHT NAND und NOR). Entwurf und Analyse. Signalverlauf. Funktionsgleichung. Übungen im Labor mit Funktionsgenerator und Oszilloskop
logische Netze unter Anwendung von Bauelementen mit mittlerem und hohem Integrationsgrad untersuchen Bausteine mit verschiedenem Integrationsgrad und programmierbare Bausteine Register, Zähler, Kodierer und Dekodierer passive Filter Speicherbausteine (Flipflop). Frequenzteiler. Schieberegister. Zählerschaltungen. Synchrone und asynchrone Schaltungen. Multiplexer. Schreib-Lese-Speicher. Tiefpass- und Hochpassfilter. Bandpassfilter
verbindungsprogrammierte und programmierte kombinatorische und sequentielle Funktionen analysieren und realisieren logische Funktionen, Logikfamilien Schaltungsentwurf. Schaltungssynthese (Vereinfachung und Berechnung). Einteilung, Funktion und Aufbau der Logikfamilien (TTL CMOS..)
die harmonische Analyse eines periodischen und nicht periodischen Signals vornehmen harmonische Signalanalyse
Vierpoltheorie
 
die grundlegenden Systemantworten von Schaltkreisen und linearen zeitinvarianten Systemen ermitteln und darstellen dynamische und statische, harmonische schwingende Systemantworten
Resonanz im Serien- und Parallelschwingkreis
 
die Übertragungsfunktion eines linearen zeitinvarianten Systems bestimmen und darstellen lineare zeitinvariante Systeme  
Übertragungsfunktionen untersuchen und mathematische Modelle zur Darstellung von Übertragungsfunktion verwenden logarithmische Darstellung und polare Darstellung in der Gaußschen Ebene
Frequenzbänder
 
diskrete Signal- und Leistungsverstärker für niedrige und hohe Frequenzen analysieren Funktionsweisen, Einteilung und typische Parameter von Verstärkerschaltungen  
einen Operationsverstärker in seinen verschiedenen Schaltungsarten anwenden Arten, Modelle und typische Beschaltungen von Operationsverstärkern  
die Blockschaltalgebra in der Planung und Umsetzung charakteristischer technischer Eigenschaften von Schaltkreisen und elektrischen Geräten anwenden Komparator, Summierer, Differenzierer, Integrierer und aktive Filter Rückkopplung
Stabilitätskriterien
 
die Funktionsweise und der Einsatzbedingungen der fachspezifischen Messgeräte und Werkzeuge erklären Funktionsweise und Einsatzbedingungen der Laborgeräte Multimeter (Analog und Digital). LCR Meter. Labornetzgerät (Strom- und Spannungsquelle). Oszilloskop. Frequenzgenerator. Allgemeiner Verwendungszweck und Handhabung elektronischer Werkzeuge
Messgeräte gezielt anwenden und Handbücher zur Bedienungsanleitung verwenden Benutzerhandbücher und technische Handbücher  
geeignete Mess- und Prüfmethoden auswählen sowie Messreihen unter Einhaltung der in den Normen beschriebenen Vorgangsweisen planen Theorie der Messtechnik Strommessung. Spannungsmessung. Kombinierte Strom- Spannungs- Messmethoden. Wheatstone-Messbrücke
die Messgenauigkeit mit Bezugnahme auf die Fehlerfortpflanzung bewerten Theorie der Fehlerfortpflanzung  
Messergebnisse auch unter Anwendung von Softwarewerk-zeugen verarbeiten, darstellen und interpretieren Methoden der Dokumentation von Messversuchen und Darstellung von Messwerten und Messergebnissen, geeignete Software Aufbau und Struktur eines technischen Berichtes. Darstellung und Aufbereitung von Messergebnissen in tabellarischer und graphischer Form. Verwendung der Office Software (z.B. Word, Excel)
 Bauelemente, elektrische Netze, Apparate und Anlagen in den genormten Schaltplanformen und Darstellungsarten darstellen Symbolik und Darstellungsnormen von Schaltplänen Symbole von Bauelemente nach Norm EN 60er. Struktur und Form elektrischer Schaltpläne
elektrische und technologische Eigenschaften von elektrischen und elektronischen Geräten beschreiben und erklären Grundbegriffe des elektrischen und des magnetischen Feldes
Grundelemente elektrischer Maschinen

Elektrische Feld: Physikalische Grundlagen, Kondensator (Berechnung und Bauarten, Schaltungen), Energie und Kraftwirkung

 Magnetische Feld: Größen und Gesetze, Magnetische Werkstoffe, Magnetische Kreise, Spulen. Grundlagen der elektromagnetischen Energiewandler (Transformator, Synchronmaschine, Asynchronmaschine, Gleichstrommaschine)

die Funktionsweise diskreter Bauelemente und integrierter Schaltkreise beschreiben und ermitteln Funktionsweise, Technologien und Anwendungen von Bauelementen Energieerhaltung und Verluste in den elektrischen Schaltkreisen und elektromagnetischen Feldern Widerstand, Spule, Kondensator, Halbleiterdioden, Transistoren,  integrierte Schaltkreise (TTL, CMOS). Leistung, Energie und Arbeit in elektrischen Schaltkreisen analysieren, berechnen und praktisch (Labor) erfassen
     

 

Überfachliche Zusammenarbeit

Mit Technologie und Projektierung: Funktionsweise, Aufbau und Form der Bauelemente. Form und Regeln beim Erstellen elektronischer Schaltkreise (graphische Darstellung elektrischer Schaltkreise).                                            Mit Automation: Übertragungsfunktion von Systemen (Filter, PID), zur Anpassung von Sensorsignalen und zur Arbeitsweise von Aktoren (Leistungselektronik) 

Bezug zu überfachlichen Kompetenzen

  • sich Ziele setzen und geeignete Lernstrategien, Lerntechniken, Strukturtechniken und Planungstechniken auswählen
  • Präsentationstechniken
  • Kausallogische Verkettungen
  • die eigene Rolle in verschiedenen Gruppen, Teamfähigkeit
  • Arbeits- und Lernergebnisse dokumentieren und präsentieren
  • Informationen, Fakten und unterschiedliche Positionen zu relevanten Themen vernetzen und kritisch bewerten
  • Sach- und Fachkenntnisse aus verschiedenen Bereichen und Quellen sachgerecht erschließen
  • Merkmale wissenschaftlichen Arbeitens
  • Analogien und kausale Zusammenhänge ermitteln und darstellen
  • Problemlösestrategien
  • auf herausfordernde Situationen planvoll und/oder kreativ reagieren
  • Entscheidungsmethoden, Kreativitätstechniken;
  • sich an Aktivitäten zum Wohle der Gemeinschaft, Initiativen und Projekte beteiligen

2. Biennium

3. und 4. Klasse

Lerninhalte der 4. Klasse
Fertigkeiten Kenntnisse
elektrische und elektronische, lineare und nicht lineare Bauelemente, Schaltkreise und Apparaturen analysieren grundlegende physikalische Gesetze und Lehrsätze zur Untersuchung von elektrischen Netzwerken Eigenschaften von Schaltkreisen und deren Koppelung
Bauelemente der Elektronik
Halbleitereigenschaft, Dioden, Zener-, Kapazitäts- und Schottkydioden. Gleichrichterschaltungen mit Dioden
verschiedene Zweipolarten unterscheiden und die charakteristischen Größen und ihre Zusammenhänge festlegen Eigenschaften der aktiven und passiven Bauelemente
Reaktive Bauelemente, Reaktanz und Impedanz
Wechselstromwiderstände: ohmscher Widerstand, induktiver und kapazitiver Blindwiderstand. Komplexe Wechselstromgrößen
Signale im Zeit- und Frequenzbereich darstellen mit sinusförmigen Signalen rechnen Zeigerdarstellung sinusförmiger Wechselsignale Zeigerdiagramme Liniendiagramm. Zeigerdiagramm. Frequenz. Periodendauer. Scheitelwert. Arithmetischer Mittelwert. Gleichrichtwert. Effektivwert. Parameter von Wechselgrößen, Sinusgrößen, Amplitude, Frequenz, Phase. Linien- und Zeigerdiagramme zur Darstellung von Wechselstromgrößen
grundlegende elektrische Größen messen Maßeinheiten der elektrischen Größen grundlegende Laborinstrumente Messen mit dem DMM               Messen mit dem Oszilloskop im Zeit- und Frequenzbereich
Gesetze und Methoden elektrischer Schaltkreise auf Gleich- und Wechselstromnetzwerke anwenden Symbolische Methode zur Analyse von Schaltkreisen
Elemente des Schaltkreises und ihre entsprechende Modellierung
Serien- und Parallelschaltung von Wechselstromwiderständen Grundschaltungen der Wechselstromtechnik
elektrische Gleich- und Wechselstromkreise und Netzwerke mit linearen und nicht linearen Bauelementen analysieren und dimensionieren Energiebilanz in elektrischen Netzwerken

Wirkleistung. Blindleistung. Scheinleistung. Wirkungsgrad. Verlustleistung erkennen und quantifizieren. Übungen mit verschiedenen Bauelementen 

Leistung im Wechselstromkreis: Wirk-, Blind- und Scheinleistung, Leistungsfaktor, komplexe Scheinleistung, Kompensation. Berechnung von Gleichrichterschaltungen mit Brummspannungsglättung

mit logischen (booleschen) Variablen und Funktionen rechnen Boole’sche Algebra  
Zahlen- und Kodierungssysteme anwenden binäres Zahlensystem  
kombinatorische und sequentielle logische Schaltungen aus logischen Gattern mit geringem Integrationsgrad untersuchen kombinatorische und sequentielle logische Netze ---> 3. Klasse
logische Netze unter Anwendung von Bauelementen mit mittlerem und hohem Integrationsgrad untersuchen Bausteine mit verschiedenem Integrationsgrad und programmierbare Bausteine Register, Zähler, Kodierer und Dekodierer
passive Filter
 
verbindungsprogrammierte und programmierte kombinatorische und sequentielle Funktionen analysieren und realisieren logische Funktionen, Logikfamilien  
die harmonische Analyse eines periodischen und nicht periodischen Signals vornehmen harmonische Signalanalyse
Vierpoltheorie

Spektren elementarer Signale (Frequenz- Amplituden- und Phasenspektrum). Ortskurve. Bode-Diagramm. Übertragungsfunktion einfacher Vierpole

Periodische Signale als Summe von Sinusspannungen, ohne mathematische Analyse. Spannungsdichte-Spektrum nichtperiodischer Signale

die grundlegenden Systemantworten von Schaltkreisen und linearen zeitinvarianten Systemen ermitteln und darstellen dynamische und statische, harmonische schwingende Systemantworten
Resonanz im Serien- und Parallelschwingkreis

Entwurf und Berechnung von Resonanzkreise. Praktische Analyse im Labor

Serien - und Parallelschwingkreis

die Übertragungsfunktion eines linearen zeitinvarianten Systems bestimmen und darstellen lineare zeitinvariante Systeme Frequenzgang von Filtern ermitteln und darstellen, Bodediagramm, Grenzfrequenz, Filterordnung, DeziBel- Maß
Übertragungsfunktionen untersuchen und mathematische Modelle zur Darstellung von Übertragungsfunktion verwenden logarithmische Darstellung und polare Darstellung in der Gaußschen Ebene
Frequenzbänder
Darstellung des Frequenzganges von Filtern mit Hilfe des Bodediagrammes
diskrete Signal- und Leistungsverstärker für niedrige und hohe Frequenzen analysieren Funktionsweisen, Einteilung und typische Parameter von Verstärkerschaltungen JFET-Verstärker:                     Source-, Drain- und Gateschaltung, Bipolare Transistorverstärker: Emitter-, Basis- und Kollektorschaltung Konstantstromquellen mit Transistoren
einen Operationsverstärker in seinen verschiedenen Schaltungsarten anwenden Arten, Modelle und typische Beschaltungen von Operationsverstärkern Nichtinvertierender und invertierender Verstärker, ideale und reale Eigenschaften
die Blockschaltalgebra in der Planung und Umsetzung charakteristischer technischer Eigenschaften von Schaltkreisen und elektrischen Geräten anwenden Komparator, Summierer, Differenzierer, Integrierer und aktive Filter Rückkopplung
Stabilitätskriterien
---> 5. Klasse
die Funktionsweise und der Einsatzbedingungen der fachspezifischen Messgeräte und Werkzeuge erklären Funktionsweise und Einsatzbedingungen der Laborgeräte Labormessgeräte: DMM, Oszilloskop, Messbrücke, Feldstärkemessgerät, Temperatur-, Feuchtemessgeräte
Messgeräte gezielt anwenden und Handbücher zur Bedienungsanleitung verwenden Benutzerhandbücher und technische Handbücher Technische Handbücher und Datenblätter beschaffen und nutzen
geeignete Mess- und Prüfmethoden auswählen sowie Messreihen unter Einhaltung der in den Normen beschriebenen Vorgangsweisen planen Theorie der Messtechnik Methoden der Strom-, Spannungs- und Leistungsmessung in der Elektrotechnik.             Messschaltungen zur Leistungsmessung in der Wechsel- und Drehstromtechnik
die Messgenauigkeit mit Bezugnahme auf die Fehlerfortpflanzung bewerten Theorie der Fehlerfortpflanzung Toleranzen der Größen elektrischer Bauteile. Fehlertoleranzen der Messgeräte. Stromrichtige Messung, spannungsrichtige Messung
Messergebnisse auch unter Anwendung von Softwarewerk-zeugen verarbeiten, darstellen und interpretieren Methoden der Dokumentation von Messversuchen und Darstellung von Messwerten und Messergebnissen, geeignete Software Laborberichte mit Beschreibung der Funktionsweise der verwendeten Bauteile und Messgeräte unter Zuhilfenahme von Softwareprogrammen(Office). Einsatz von Simulationssoftware (Spice)
Bauelemente, elektrische Netze, Apparate und Anlagen in den genormten Schaltplanformen und Darstellungsarten darstellen Symbolik und Darstellungsnormen von Schaltplänen Normgerechte Darstellung und zeichnen der Bauteile.                        VDE-Normen der Elektrotechnik
elektrische und technologische Eigenschaften von elektrischen und elektronischen Geräten beschreiben und erklären Grundbegriffe des elektrischen und des magnetischen Feldes
Grundelemente elektrischer Maschinen
Synchronmaschine, Asynchronmaschine, Gleichstrommaschine, Transformator, Stromrichter
die Funktionsweise diskreter Bauelemente und integrierter Schaltkreise beschreiben und ermitteln Funktionsweise, Technologien und Anwendungen von Bauelementen Energieerhaltung und Verluste in den elektrischen Schaltkreisen und elektromagnetischen Feldern Aufbau und Eigenschaften der Transistoren: JFET, MOSFET, BJT

 

Überfachliche Zusammenarbeit

Bezug zu überfachlichen Kompetenzen

  • Mit Automation zum Frequenzgang von Filtern, zur Anpassung von Sensorsignalen und zur Arbeitsweise von Aktoren (Leistungselektronik)                                                                                             
  • Informationen beschaffen, bewerten, auswählen, bearbeiten und präsentieren
  • Recherchestrategien, Auswahlkriterien
  • digitale Werkzeuge, Medien und das Internet zielführend einsetzen
  • Hardware und Software
  • Überfachlichen Kompetenzen:
  • sich Ziele setzen und geeignete Lernstrategien, Lerntechniken, Strukturtechniken und Planungstechniken auswählen

 

5. Klasse

Fertigkeiten Kenntnisse Lerninhalte der 5. Klasse
mit analogen und digitalen Signale arbeiten die Wirkung von Störungen internen und externen Ursprungs abschätzen Rauscharten

Verschiedene Ursachen der Störungen. Thermisches Rauschen. Rauschspannung, Rauschleistung, Rauschleistungsdichte, Begrenzung der übertragenen Rauschleistung 

Schaltungen zur Signalumwandlung und diskrete Signal- und Leistungsverstärker für tiefe und hohe Frequenzen planen Leistungsverstärker, Instrumentenverstärker
Signalkonverter, Messwandler
Bauelemente der Leistungselektronik

Aktive und passive Filter. Filterschaltungen (Hochpassfilter, Tiefpassfilter Bandpass) 

Leistungsverstärker Klasse A, B, AB, C und D. Operationsverstärker: Addier-, Subtrahier-, Integrier-, Differenzierverstärker. Anpassung einer Sensorspannung mit Verstärkerschaltungen. Leistungs-MOSFET, bipolare Leistungstransistoren, Thyristoren, IGBT

Aufbau, Grundprinzip und Kennwerte von Operationsverstärker. Übertragungskennlinie. Komparator. Der invertierende Verstärker. Der nicht- invertierende Verstärker. Addierer. Subtrahierer. Der Integrator. Aktiver Tief- und Hochpassfilter

Bestimmung und Analyse der systematischen Messabweichung (Korrekturrechnung). Fehlergrenzen und Genauigkeitsklassen

Schaltungen zur Erzeugung periodischer und nicht periodischer Signale planen Oszillatoren, Signalgeneratoren analoge und digitale Modulationsarten und ihre Spektren Wienbrückenoszillator, Phasenschieberoszillator, Oszillatoren nach Clapp, Colpitts, Hartley und Pierce.                 Analoge und digitale Modulationen in der Amplitude, Frequenz und Phase.(AM, FM, PM, ASK, FSK, n-PSK, n-QAM)
Schaltungen für die Datenerfassung planen automatische Systeme der Datenerfassung und Messung
Funktionsprinzipien und technische Eigenschaften von Analog/Digital- und Digital/Analog-Wandlern
die Signalabtastung und ihre Wirkung auf das Spektrum
Parameter der Abtastung und Quantisierung einer analogen Spannung. Unter- und Überabtastung, Quantisierungsfehler.  Analog-Digital-Wandler: Parallel-, Wäge- und Zählverfahren. Digital-Analog-Wandler: Verfahren der gewichteten Ströme, R-2R-Netzwerk
Grundlagen von Systemschnittstellen zwischen elektrischen Schaltungen und Geräten und
Grundsätze der Datenübertragung anwenden
Grundelemente von Steuersystemen und Systemschnittstellen
Techniken der Datenübertragung
Übertragungsmedien und Übertragungsprotokolle zwischen integrierten Schaltkreisen bzw. zwischen Geräten:z.B: I²C, SPI, RS232, RS445, USB
Logikschaltungen mit Komponenten auf mittlerer Integrationsskala planen
die Funktionsweise von Prototypen experimentell überprüfen
Funktionsprinzipien und technische Merkmale der Umwandlungen Spannung-Strom und Strom- Spannung, Frequenz-Spannung und Spannung-Frequenz, Frequenz-Frequenz
programmierbare Systeme
Spannungs-Strom-Wandler, Strom-Spannungs-Wandler, Spannungs-Frequenz-Wandler, Frequenz-Spannungs-Wandler
genormte Verfahren anwenden und normgerechte technische Berichte verfassen Fachnormen, fachspezifische Software-Werkzeuge Laborberichte mit Beschreibung der Funktionsweise der verwendeten Bauteile und Messgeräte unter Zuhilfenahme von Softwareprogrammen(Office). Einsatz von Simulationssoftware (Spice)

Überfachliche Zusammenarbeit

 

 

Bezug zu überfachlichen Kompetenzen

In den Fächern Elektrotechnik und Elektronik, Automation und Technologie und Projektierung geben sich Möglichkeiten der Zusammenarbeit: Verstärkerschaltungen zum Anpassen von Messspannungen, Leistungselektronik und aktive Bauteile, Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandlung, Schnittstellen und Übertragungs-protokolle