Modulhandbuch BET

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

1. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 9

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Ladung, Strom, Spannung, Felder integral u. differentiell (Maxwell- und Material-Gl'n)
• ideale und reale Quellen, Verbraucher, Kirchhoff-Gesetze
• Parallel- u. Serienschaltg., Spannungs- u. Stromteiler, Stern <-> Dreieck
• Ersatzquellen, Überlagerung
• Quellen-Wandlung u. Verlagerung
• systematische NW-Analyse mit Knoten- und Maschen- Matrizen-Gl'n
• Leistung, Anpassung u. Wirkungsgrade
• Bauelement-Gleichungen RLC, speziell komplex
• Betrags- und Phasengänge, Ortskurven

Lernergebnisse

Die Studierenden

• gewinnen einen ersten, groben Überblick statischer bis hoch­- frequenter elektromagnetischer Vorgänge.
• kennen die konzentrierten Bauelemente Widerstand, Kapazität, Induktivität mit ihrem prinzipiellen Verhalten.
• gewinnen integrale Größen aus lokalen Feldgleichungen in einfachen Fällen.
• beherrschen allgemeine Gleichstrom-Netzwerk-Berechnungs- Verfahren.
• lösen kleinere Probleme mit komplexer Rechnung (Impedanzen, Admittanzen, Zeiger).
• erfassen Frequenzgänge auch graphisch mitels Ortskurven.
• wenden elementare Rechenmethoden für RLC-Wechsel- strom-NW an.

Literatur und weitere Lernangebote

(Auszug:) Clausert / Wiesemann;

"Grundgebiete der E.-Technik", Band 1 u. 2;

Oldenbourg , beliebige Auflage

(auch Bib. der HAW)

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

1. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 9

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

Analysis und lineare Algebra:

• Grundlagen (Mengen, reelle Zahlen, Abbildungsbegriff)
• Elementare Funktionen
• Grenzwertbegriff
• Vektorrechnung
• Matrizen und Determinanten
• lineare Gleichungssysteme
• komplexe Zahlen
• Differential- und Integralrechung einer Veränderlicher
• Partialbruchzerlegung
• Numerische Verfahren

Lernergebnisse

Gründliche Kenntnis und vertieftes Verständnis der für die Elektrotechnik relevanten mathematischen Begriffe, Denkweisen, Methoden und die Fähigkeit, sie auf Probleme aus der Elektrotechnik anzuwenden.

Literatur und weitere Lernangebote

1. G. Bärwolff: Höhere Mathematik für Naturwissenschaftler und Ingenieure (Elsevier, München, 2006)
2. A. Fetzner und H. Fränkel: Mathematik 1 (Springer, Berlin, 2007)
3. A. Fetzner und H. Fränkel: Mathematik, Lehrbuch für Fachhochschulen, Band 2 (VDI Verlag, Düsseldorf, 1995)
4. K. Meyberg und P. Vachenauer: Höhere Mathematik 1 (Springer, Berlin, 2003)
5. L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 1 (Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014)
6. L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 2 (Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015)
7. L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Klausur- und Übungsaufgaben (Vieweg+Teubner, Wiesbaden, 2010)
8. T. Westermann: Mathematik für Ingenieure (Springer, Berlin, 2015)

Lehr- und Lernmethoden

Semin. Unterricht + Praktikum SU,P

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

1. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Größen, Einheiten und Kurzzeichen
• Einführung in die Organisation der nationalen und internationalen messtechnischen Infrastruktur
• Messunsicherheitsbetrachtungen
• Kennlinien, Linearisierung, Ausgleichsrechnung
• Dynamisches Verhalten von Messgeräten
• Elektromechanische Messwerke zur Strom-Spannungsmessung
• Leiter - Halbleiter - Isolator

Lernergebnisse

Die Studierenden erwerben grundlegender Kenntnisse der Messtechnik, der Klassifizierung von Messungen und des dynamischen Verhaltens von Messeinrichtungen. Wissen über die Klassifizierung technischer Systeme und der Beschreibung dynamischer Systeme aus verschiedenen Bereichen der Physik wird vermittelt. Die Studierenden erwerben erste Kenntnisse in der Transformation und Lösung der Differentialgleichungen im Bildbereich und die daraus abgeleiteten Kenntnisse von Systemeigenschaften.

Die Teilnehmer lernen spezielle Messverfahren der elektrischen Messtechnik kennen.

Im Laborpraktikum lernen die Teilnehmer den Umgang mit einfachen elektrischen Messgeräten (Digital-Multimeter, Oszilloskop, Spannungsquellen, Signalquellen).

Literatur und weitere Lernangebote

Grundlagenlehrbücher der Messtechnik,z.B.:

• Thomas Mühl: Einführung in die elektrische Messtechnik, Grundlagen, Messverfahren, Geräte
  2. Auflage (Teubner) (2006)
• Reinhard Lerch: Elektrische Messtechnik, analoge, digitale und computergestützte Verfahren
  4. Auflage (Springer)
• Elmar Schrüfer, Leonhard Reindl, Bernhard Zagar: Elektrische Messtechnik
  10. Auflage (Hanser)

Lehr- und Lernmethoden

Die Studierenden verstehen die Bedeutung der Physik als Grundlage für ihre angestrebte Ingenieurstätigkeit. Sie kennen die notwendigen physikalischen Grundgesetze und besitzen die Fähigkeit, Zusammenhänge zwischen diesen Gesetzmäßigkeiten und deren Anwendung in der Technik herzustellen.

Nach Absolvieren des Moduls sind die Studierenden in der Lage die Grundlagen der Mechanik, der Thermodynamik, der Optik und der Leitungsmechanismen zur Analyse ingenieurwissenschaftlicher Fragestellung zu verwenden.

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

1. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

Schulkenntnisse Mathematik und Physik

 

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 11

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

Schulkenntnisse Mathematik und Physik

Modulinhalte

Physik 1:

1. Mechanik: Energie und Impulserhaltungssatz, Dynamik des starren rotierenden Körpers (Drehmoment, Massenträgheitsmoment, Drehimpuls)

2. Schwingungen: freie harmonische Schwingung (mit und ohne Dämpfung), erzwungene Schwingungen

3. Thermodynamik: Zustands- und Prozessgrößen (Temperatur, Druck, Volumen, Arbeit, Wärme), ideales Gasgesetz, Spezielle Prozesse des idealen Gases (isochor, isobar, isotherm, adiabatisch), Kreisprozesse (Carnotscher Wirkungsgrad), Entropie

Optik:

Eigenschaften von Licht, Abbildungsgleichungen, abbildende Bauelemente, Lichtquellen, Lichttechnische Größen

Physik 2:

1. Wellen und Wellenfunktionen: mechanische und elektromagnetische Wellen, Maxwell-Gleichungen

2. Quantenphysik: photoelektrischer Effekt, Materiewellen, Atommodelle (Bohrsches Atommodell und Atommodell der Quantenmechanik)

3. Aufbau von Festkörpern Elektrische Eigenschaften von Metallen und Halbleitern: Drude-Lorentz-Modell, Bändermodell

Lernergebnisse

Die Studierenden verstehen die Bedeutung der Physik als Grundlage für ihre angestrebte Ingenieurstätigkeit. Sie kennen die notwendigen physikalischen Grundgesetze und besitzen die Fähigkeit, Zusammenhänge zwischen diesen Gesetzmäßigkeiten und deren Anwendung in der Technik herzustellen.

Nach Absolvieren des Moduls sind die Studierenden in der Lage die Grundlagen der Mechanik, der Thermodynamik, der Optik und der Leitungsmechanismen zur Analyse ingenieurwissenschaftlicher Fragestellung zu verwenden.

Literatur und weitere Lernangebote

E. Hering, R. Martin, M. Stohrer: Physik für Ingenieure , Springer-Verlag, 11. Auflage, 2012, Heidelberg.

P. Dobrinski, G. Krakau, A. Vogel : Physik für Ingenieure, Vieweg + Teubner, 12. Auflage, 2010, Wiesbaden.

H.J. Paus: Physik in Experimenten und Beispielen , Carl Hanser-Verlag, 3. Auflage, 2007, München.

H. Kuchling: Taschenbuch der Physik , Carl Hanser-Verlag, 20. Auflage, 2011, München.

G. Schröder, H. Treiber : Technische Optik, Vogel Verlag, 11. Auflage, 2014, Würzburg.

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

2. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 9

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Elementare NW-Verfahren u. systematische NW-Analyse in komplexer Rechnung
• freie u. erzwungene Schwingungen; Resonanzen, Güte, Bandbreite
• WS-Brücken (abgeglichen u. nicht abgeglichen)
• äquivalente und duale RLC-Schaltungen
• einfache Filter
• Scheinleistung, Anpassung , Blindstrom-Kompensation
• Betrags- und Phasengänge, Ortskurven
• statische u. stationäre elektrische Felder, Strom- und Verschiebungsdichte
• Berechnung von Widerständen und Kapazitäten
• langsam zeitveränderliche Felder, elektrisch und magnetisch
• (Eigen- und Gegen-) Induktivitäten
• einfache magnetische Kreise
• ebene Wellen; Reflexion und Brechung 

Lernergebnisse

Die Studierenden

• verstehen diverse RLC-NW-Berechnungsverfahren (reell, komplex, Fourier-Reihen, DGL'n, Matrizen).
• können Frequenzgänge auf verschiedene Arten darstellen.
• beherrschen die Bauelement-Gl'n für Widerstand, Kapazität, Induktivität.
• klassifizieren stationäre u. langsam veränderliche elektro- magnetische Felder korrekt.
• berechnen R und C geometrisch elementarer Anordnungen durch zwei direkte Integrationen (in kartesischen , Kugel- u. Zylinder-Koordinaten).
• ermitteln für einfache magnetische Kreise Flüsse, Spannungen und Induktivitäten (Eigen-, Gegen-Ind.).
• kennen hochfrequente Vorgänge, also Abstrahlung und Ausbreitung von Wellen.
• werten die Randbedingungen zwischen zwei Medien unterschiedlicher Materialkonstanten formal korrekt aus.

Literatur und weitere Lernangebote

(Auszug:) Clausert / Wiesemann;

"Grundgebiete der E.-Technik", Band 1 u. 2;

Oldenbourg, beliebige Auflage

(auch Bib. der HAW)

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

2. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 8

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Wichtige Stilmittel und Konzepte einer Programmiersprache und deren Anwendung:
  Datentypen, Ausdrücke, Anweisungen, Variablen, Sichtbarkeitsbereiche, Ablauf- und Kontrollstrukturen, Funktionen, call-by-value / call-by-reference, Felder
• Konzepte der objektorientierten Programmierung und deren Einsatz zur Lösung komplexer Problemstellungen:
  Klassen, Objekte, Generalisierung / Spezialisierung, Überladen von Operatoren, generische Datentypen, Klassenbibliotheken

Lernergebnisse

• Prinzipielles Verständnis der Begriffe Syntax und Semantik einer Programmiersprache sowie der Aufgaben eines Compilers
• Verständnis der Konzepte einer prozeduralen und objektorientierten Programmiersprache
• Fähigkeit zur Analyse einfacher bis hin zu komplexen Problemen und Modellierung von Aufgabenstellungen mit Klassen und Objekten
• Kenntnisse von Algorithmen zu typischen Fragestellungen der Informatik (z.B. Sortieren und Suchen, verkettete Listen) und Fähigkeit zum Einsatz der Programmiersprache zur Problemlösung

Literatur und weitere Lernangebote

• U. Breymann, Der C++ Programmierer, Hanser Verlag
• A. Willms, C++ Programmierung lernen, Addison Wesley Verlag
• P. Prinz, U. Kirch-Prinz, C++ lernen und professionell anwenden, MITP Verlag
• Torsten T. Will, C++ Das umfassende Handbuch, Rheinwerk Computing

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

2. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

empfohlen: Mathematik I

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 9

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Differentialgleichungen
• Fourierreihen
• Differential- und Integralrechung mehrerer Veränderlicher
• Vektoranalysis, Potential
• Kurven- und Kurvenintegrale
• Mehrfachintegrale, Oberflächenintegrale
• Laplace- und Fourier-Transformation

Lernergebnisse

Gründliche Kenntnis und vertieftes Verständnis der für die Elektrotechnik relevanten mathematischen Begriffe, Denkweisen, Methoden und die Fähigkeit, sie auf Probleme aus der Elektrotechnik anzuwenden.

Literatur und weitere Lernangebote

1. G. Bärwolff: Höhere Mathematik für Naturwissenschaftler und Ingenieure (Elsevier, München, 2006)
2. A. Fetzner und H. Fränkel: Mathematik, Lehrbuch für Fachhochschulen, Band 2 (VDI Verlag, Düsseldorf, 1995)
3. K. Meyberg und P. Vachenauer: Höhere Mathematik 1+2 (Springer, Berlin, 2003)
4. L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 2 (Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015)
5. L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 3 (Springer Vieweg, Wiesbaden, 2016)
6. L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Klausur- und Übungsaufgaben (Vieweg+Teubner, Wiesbaden, 2010)
7. T. Westermann: Mathematik für Ingenieure (Springer, Berlin, 2015)

Lehr- und Lernmethoden

Semin. Unterricht + Praktikum SU,P

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

2. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Ersatz I/U Quellen
• Operationsverstärker
• Grundlagen digitaler Signalverarbeitung Komparatoren
• Grundlagen digitaler Signalverarbeitung - Filter
• Periodische Größen
• Digital-Analog-Wandler, Analog-Digital-Wandler
• Digitale Messgeräte
• Messverfahren für spezielle Anwendungen

Lernergebnisse

Die Teilnehmer erwerben grundlegende Kenntnisse der Messtechnik, der Klassifizierung von Messungen und des dynamischen Verhaltens von Messeinrichtungen sowie der Signalabtastung und A/D-Wandlung. Es wird den Teilnehmern Wissen über die Klassifizierung technischer Systeme und der Beschreibung dynamischer Systeme aus verschiedenen Bereichen der Physik vermittelt.

Die Teilnehmer erwerben erste Kenntnisse in der Transformation und Lösung der Differentialgleichungen im Bildbereich und die daraus abgeleiteten Kenntnisse von Systemeigenschaften.

Die Teilnehmer lernen spezielle Messverfahren der elektrischen Messtechnik kennen.

Im Laborpraktikum lernen die Teilnehmer den Umgang mit einfachen elektrischen Messgeräten (Digital-Multimeter, Oszilloskop, Spannungsquellen, Signalquellen) und lernen den Schaltungsentwurf und die Schaltungsrealisierung von einfachen Operationsverstärkerschaltungen kennen.

Literatur und weitere Lernangebote

Grundlagenlehrbücher der Messtechnik, z.B.:

• Thomas Mühl: Einführung in die elektrische Messtechnik, Grundlagen,Messverfahren, Geräte
  2. Auflage (Teubner) (2006)
• Reinhard Lerch: Elektrische Messtechnik, analoge, digitale und computergestützte Verfahren
  4. Auflage (Springer)
• Elmar Schrüfer, Leonhard Reindl, Bernhard Zagar: Elektrische Messtechnik
  10. Auflage (Hanser)

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Binäre und hexadezimale Zahlendarstellung
• Addition, Subtraktion und Multiplikation im Dualsystem
• Rechenregeln der Schaltalgebra
• Digitaler Schaltungsentwurf und wichtige Grundschaltungen
• Klassifizierung von bistabilen Kippstufen / Flipflops
• Endliche Automaten, Schaltnetze und Schaltwerke

Lernergebnisse

• Kenntnis der Grundlagen digitaler Schaltungen
• Umgang mit verschiedenen Zahlensystemen, insbesondere binäre und hexadezimale Darstellung
• Fähigkeit zur Synthese und Optimierung von digitalen Schaltungen und endlichen Automaten
• Verständnis zeitabhängiger Digitalschaltungen

Literatur und weitere Lernangebote

• K. Beuth, Digitaltechnik, Vogel Buisness Media
• R. Borucki, K. Urbanski, W. Gehrke, Digitaltechnik, Springer
• K. Fricke, Digitaltechnik, Vieweg+Teubner Verlag

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

2. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 8

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Wichtige Stilmittel und Konzepte einer Programmiersprache und deren Anwendung:
  Datentypen, Ausdrücke, Anweisungen, Variablen, Sichtbarkeitsbereiche, Ablauf- und Kontrollstrukturen, Funktionen, call-by-value / call-by-reference, Felder
• Konzepte der objektorientierten Programmierung und deren Einsatz zur Lösung komplexer Problemstellungen:
  Klassen, Objekte, Generalisierung / Spezialisierung, Überladen von Operatoren, generische Datentypen, Klassenbibliotheken

Lernergebnisse

• Prinzipielles Verständnis der Begriffe Syntax und Semantik einer Programmiersprache sowie der Aufgaben eines Compilers
• Verständnis der Konzepte einer prozeduralen und objektorientierten Programmiersprache
• Fähigkeit zur Analyse einfacher bis hin zu komplexen Problemen und Modellierung von Aufgabenstellungen mit Klassen und Objekten
• Kenntnisse von Algorithmen zu typischen Fragestellungen der Informatik (z.B. Sortieren und Suchen, verkettete Listen) und Fähigkeit zum Einsatz der Programmiersprache zur Problemlösung

Literatur und weitere Lernangebote

• U. Breymann, Der C++ Programmierer, Hanser Verlag
• A. Willms, C++ Programmierung lernen, Addison Wesley Verlag
• P. Prinz, U. Kirch-Prinz, C++ lernen und professionell anwenden, MITP Verlag
• Torsten T. Will, C++ Das umfassende Handbuch, Rheinwerk Computing

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

empfohlen:

• GET
• MAT
• PT

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET
• MAT
• PT

 

 

Modulinhalte

Kontinuierliche Signale und Systeme

• Signaleigenschaften (Linearität, Kausalität, Symmetrie, Energie, Leistung...)
• Signaloperationen (Verschiebung, Skalierung, Spiegelung...)
• Aufstellen von Differentialgleichungen
• Zustandsraumdarstellung

Systemanalyse mit der Laplace-Transformation

• Testsignale, Übertragungsfunktion, Anfangswertprobleme
• Faltung, Impuls-, Sprungantwort
• Grundglieder, PN-Diagramm
• Stabilität, Hurwitz-Kriterium
• Blockschaltbilder, Aufbau und Ziele einer Regelung
• Konvergenz der Laplace-Transformation

Systemanalyse mit der Fourier-Transformation

• Vergleich Fourier- / Laplace-Transformation
• Spektrum, Frequenzgang,
• Bode-Diagramm, Ortskurve
• Filter, Phasen-, Gruppenlaufzeit,
• Allpass, Minimalphasensystem

Diskrete Signale und Systeme

• Abtastung, Rekonstruktion
• Über-/ Unterabtastung, Abtasttheorem

Systemanalyse mit der z-Transformation

• Vergleich z- / Laplace-Transformation
• Exakte-, Bilineare-Transformation
• Differenzengleichungen, z-Übertragungsfunktion
• Diskrete Faltung, Stabilität im z-Bereich
• Diskrete Blockschaltbilder, Diskr. Zustandsraumdarstellung
• IIR- / IR-Filter

Systemanalyse mit der Diskreten Fourier-Transformation

• Zeitdiskrete Fourier-Transformation (ZFT)
• Vergleich DFT- / Fourier-Reihenentwicklung
• Fast-Fourier-Transformation (FFT)

Stochastische Prozesse

• Wahrscheinlichkeit, Zufallsvariable, Verteilungsfunktion
• Autokorrelation, Kreuzkorrelation
• Leistungsdichtespektrum, Übertragung durch LTI-Systeme
• Lineare Prozesse (AR, MA, ARMA)

 

 

Lernergebnisse

Stufe 1:

Die Teilnehmer können aktuelle Verfahren der Systemtheorie beschreiben und erklären.

Stufe 2 und 4:

Die Teilnehmer erwerben die Fähigkeit, die Konzepte und Werkzeuge der Systemtheorie zu verstehen, zu analysieren und geeignete Parametrierungen für spezifische Fragestellungen zu ermitteln und gegebenenfalls zu optimieren.

Stufe 3 und 5:

Die Teilnehmer sind in der Lage, die Konzepte und Werkzeuge der Systemtheorie zur Analyse und Entwurf neuer Systeme zu nutzen und anwendungsspezifisch auf völlig neue Realisierungskonzepte zu übertragen.

Literatur und weitere Lernangebote

• Frey T., Bossert M.: Signal- und Systemtheorie. Teubner, 2008.
• Girod B., Rabenstein R., Stenger A.: Einführung in die Systemtheorie. Teubner, 2007.
• Unbehauen R.: Systemtheorie I & II, Oldenbourg Verlag, 2002.
• Werner M.: Signale und Systeme. Vieweg, 2005.
• Oppenheim A., Schafer R., Buck J.: Zeitdiskrete Signalverarbeitung. Oldenbourg, 2004.
• Schüssler H.-W.: Analyse diskreter Signale und Systeme. Springer, 2008.
• Schlitt W.: Systemtheorie für stochastische Prozesse. Springer, 2013.

Lehr- und Lernmethoden

Seminaristischer Unterricht SU

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

empfohlen:

• GET .I
• GET.II
• MAT.I
• Mat.II (elektr. NW komplex, DGL'n)
• PH (grundlegendes Modellieren, DGL'n formulieren)

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET .I
• GET.II
• MAT.I
• Mat.II (elektr. NW komplex, DGL'n)
• PH (grundlegendes Modellieren, DGL'n formulieren)

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus den Modulen:

• Mathematik I, II
• Physik
• Messtechnik
• Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik
• Informatik I

Modulinhalte

Automotive Control Systems (Prof. Dr. Ali):

• Übersicht der regelungs- und steuerungstechnischen Probleme im Fahrzeug
• Fahrzeugdynamik, Fahrverhalten, Antriebskoordination
• Steuerung und Regelung des Verbrennungsmotors, Drehmomentsteuerung & -regelung, Optimierung von Verbrauch und Abgasemissionen
• Lambdaregelung, Klopfregelung
• Schwingungsdämpfung, Antiblockiersysteme, Koordination des hybriden Antriebsstranges

Advanced Control (Prof. Dr. Ali):

• Regelkreise mit mehreren Freiheitsgraden
• Modellbasierte Regelungen
• Regelung nichtlinearer Systeme
• Statische und dynamische Kompensation der Nichtlinearitäten
• Gain-Scheduling
• Ausgewählte Regelungsbeispiele aus Robotik und Automatisierungstechnik

Automatische Optische Inspektion (Prof. Dr. Bohn):

• Optik für Bildsensoren
• CCD- und CMOS-Kameras
• 3D-Sensoren
• Infrarot- und Röntgensensoren, 3D-Sensoren
• Bildverarbeitung
• Methoden und der Anwendungen der AOI
• Vertiefung durch praxisnahe Übungen am Rechner mit dem AOI-Tool NEUROCHECK

Modellierung in UML (Prof. Dr. Mathes):

• Übersicht der Unified Modeling Language (UML)
• Anwendungsfalldiagramm
• Aktivitätsdiagramm
• Klassendiagramm

Lernergebnisse

Aus den Vorlesungen (2 SWS)

• Automotive Control Systems
• Advanced Control
• Automatische Optische Inspektion
• Modellbildung
• Modellierung in UML

müssen die Studierenden zwei Veranstaltungen auswählen und eine Prüfung ablegen. Jede Vorlesung findet nur bei ausreichender Hörerzahl statt.

Die Studierenden benennen grundlegende Methoden aus den genannten Themenkreisen und beschreiben zugehörige Verfahren.

Die Studierenden interpretieren und formulieren die gewählten Teilgebiete der Automatisierung.

Die Studierenden erläutern die vermittelten Methoden und übertragen sie auf gegebene Aufgabenstellungen.

Literatur und weitere Lernangebote

Russ Miles, Kim Hamilton: Learning UML 2.0, O‘Reilly Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides: Design Patterns: Entwurfsmuster als Elemente wiederverwendbarer objektorientierter Software, mitp Professional

Lehr- und Lernmethoden

• H.61.1 Bildgebende Systeme I: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.61.2 Praktikum Digitale Bildverarbeitung: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Grundkenntnisse der Mathematik, Physik, Optik, Physiologie

Modulinhalte

• Aufbau und Funktion von bildgebenden nichttomographischen Systemen im optischen Spektralbereich, Röntgenund Gammaspektrum, 
• Charakterisierung der Bildqualität im Orts- und Frequenzraum (Auflösung, Kontrast, Punktbildfunktion, optische Übertragungsfunktion, Modulationsübertragungsfunktion),
• Gaußsche Matrizenoptik, 
• Numerische Simulation von optischen bildgebenden Systemen für die Medizin,
• Standards in der Bildgebung, speziell in der medizinischen Bildgebung (DICOM),
• Quantitative globale Charakterisierung von Bildmatrizen, 
• Globale Bildtransformationen (Faltung, Korrelation, FFT, …),
• Zweidimensionale optische Filterung,
• Segmentierung,
• Morphologische Operationen, 
• Entwicklung und Implementierung eines modularen Softwaresystems zur digitalen Bildverarbeitung mit Matlab.

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen den Aufbau und die Funktionsweise von bildgebenden nichttomographischen Systemen. Sie verstehen die Zusammenhänge zwischen zwischen fundamentalen physikalischen Prozessen, wie Transmission, Emission, Brechung, Beugung und Streuung, und der Bildentstehung und Bildarchivierung.

Die Teilnehmer analysieren optische bildgebende Systeme und berechnen und simulieren quantitativ deren charakteristische Eigenschaften.

Die Hörer verstehen die Wirkung grundlegender Methoden der digitalen Bildverarbeitung. Sie analysieren digitale Bilder und verbessern die Bildqualität mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung.

Literatur und weitere Lernangebote

• Lipson S.G., Lipson H.S., Tannhauser D.S., Optik, SpringerVerlag: Berlin, Heidelberg 1997
• Hecht E., Optik, Addison-Wesley: Bonn, München 1994
• Dössel O., Bildgebende Verfahren in der Medizin, SpringerVerlag: Berlin, Heidelberg 2000
• Dössel O., Buzug M. (Hrsg.), Biomedizinische Technik – Medizinische Bildgebung, Band 7, Walter de Gruyter: Berlin, Boston 2014
•  Jähne B., Digitale Bildverarbeitung, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 1997
• Kullmann W.H., Bildgebende Systeme I: Bildentstehung und Aufnahmetechnik nichttomographischer bildgebender Systeme, Aktuelles Skriptum zur Modulveranstaltung, Schweinfurt, aktuelle Ausgabe
• Kullmann W.H., Methoden der digitalen Bildverarbeitung mit Praktikum, Aktuelles Skriptum zur Modulveranstaltung, Schweinfurt, aktuelle Ausgabe

Lehr- und Lernmethoden

• H.52.1 Biomedizinische Messtechnik I: seminaristischer. Unterricht, Übung
• H.52.2 Praktikum Biomedizinische Messtechnik I: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Kenntnisse in Mathematik, Physik, Grundlagen der Elektrotechnik

Modulinhalte

• Überblick über ausgewählte humanphysiologische Regelsysteme,
• Sensorik zur biomedizinischen Messtechnik I,
• Erfassung und Auswertung von nichtelektrischen Biosignalen,
• Analoge und digitale Signalanalyse I,
• Temperaturmesstechnik,
• Messung hämodynamischer Parameter,
• Pulmologische Funktionsdiagnostik,
• Optische Messtechnik,
• Atemgas-Messtechnik 
• Metabolisches Monitoring,
• Ultraschallmesstechnik, 
• Audiometrie,
• Praktische Laborarbeit mit biomedizinischen Messsystemen.

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen wichtige biomedizinische Messverfahren, Sensoren und Messsysteme zur Datenaufnahme, Signalverarbeitung und Interpretation von nichtelektrischen physiologischen Systemparametern. Sie verstehen die Zusammenhänge zwischen physiologischer Funktion und Messtechnik.

Die Hörer vergleichen verschiedene biomedizinische Messsysteme und Messmethoden. Sie sind in der Lage, die Messmethoden quantitativ zu beurteilen und zu berechnen.

Die Teilnehmer lernen in Form praktischer Laborarbeit den Umgang mit biomedizinischen Messsystemen, und sie führen quantitative Auswertungen der Messdaten durch.

Literatur und weitere Lernangebote

• Deetjen P, Speckmann E.-J., Hescheler J. (Hrsg.), Physiologie, Urban & Fischer: München, Jena 2004
• Klinke R., Silbernagl S., Lehrbuch der Physiologie, Georg Thieme Verlag: Stuttgart, New York 2003
• Kramme R. (Hrsg.), Medizintechnik – Verfahren, Systeme, Informationsverarbeitung, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2011
• Wintermantel E., Ha S.-W., Medizintechnik: Life Science Engineering, Springer-Verlag: Heidelberg, Berlin 2009
• Husar P., Biosignalverarbeitung, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2009
• Kullmann W.H., Biomedizinische Messtechnik und Sensorik, Skriptum zur Modulveranstaltung, aktuelle Ausgabe

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET.1, GET.2, 
• MAT.1, MAT.2, 
• TI.1 
• TI.2

Modulinhalte

• Entstehung von Schall und dessen Ausbreitung 
• Physikalische Betrachtungen 
• Umwandlung von Schall in elektrische Signale und umgekehrt 
• Speichermöglichkeiten analog und digital 
• Anpassung und Veränderung von Schallereignissen
• Datenkomprimierung MP3 
• Kennenlernen und Programmieren eines Audio-DSPs 
• Psychoakustik und Grundlagen der menschlichen Sprache 
• Prädiktive Codierung
• Einfache Vocoder-Algorithmen zur Analyse und Synthese der menschlichen Sprache

Lernergebnisse

• Die Studierenden erfassen die Grundlagen der Audiotechnik und der Elektroakustik 
• Die Studierenden verstehen die Funktionsweise von Audio-Signalprozessoren und entwickeln selbständig einfache Programme für den DSP, sie differenzieren zwischen den Möglichkeiten und den Grenzen 
• Die Studierenden lernen grundlegende Algorithmen zur Analyse und Synthese digitalisierter Sprache.

Literatur und weitere Lernangebote

• Peter Zastrow, Phono Technik, Frankfurter Fachverlag
• ELRAD 1995, Heft 12 und alle folgenden bis 1997, Heft 2
• Digitale Sprachsignalverarbeitung, Vary, Heute, Hess, TeubnerVerlag

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Binäre und hexadezimale Zahlendarstellung
• Addition, Subtraktion und Multiplikation im Dualsystem
• Rechenregeln der Schaltalgebra
• Digitaler Schaltungsentwurf und wichtige Grundschaltungen
• Klassifizierung von bistabilen Kippstufen / Flipflops
• Endliche Automaten, Schaltnetze und Schaltwerke

Lernergebnisse

• Kenntnis der Grundlagen digitaler Schaltungen
• Umgang mit verschiedenen Zahlensystemen, insbesondere binäre und hexadezimale Darstellung
• Fähigkeit zur Synthese und Optimierung von digitalen Schaltungen und endlichen Automaten
• Verständnis zeitabhängiger Digitalschaltungen

Literatur und weitere Lernangebote

• K. Beuth, Digitaltechnik, Vogel Buisness Media
• R. Borucki, K. Urbanski, W. Gehrke, Digitaltechnik, Springer
• K. Fricke, Digitaltechnik, Vieweg+Teubner Verlag

Lehr- und Lernmethoden

• H.42.1 Einführung Elektroenergiesysteme: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.42.2 Praktikum Hochspannungstechnik I: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus den Modulen:

• Grundlagen der Elektrotechnik I + II
• Mathematik I + II
• Physik
• oder vergleichbare Kompetenzen

Modulinhalte

SU, Ü (Einführung Elektroenergiesysteme):

Einführung, Energiewirtschaft Erzeugung elektrischer Energie, Speicherung elektrischer Energie Übertragung elektrischer Energie (Höchstspannungsnetze, HGÜ) Verteilung elektrischer Energie (Hoch- und Mittelspannungsnetze) Netzbetrieb

P (Hochspannungspraktikum I):

Sicherheit beim Umgang mit hohen Spannungen Grundversuche, AC-, DC-, Stoßspannungsversuche Ermittlung von Belastungen (Feldberechnung)

Lernergebnisse

Die Studierenden verstehen die im Modul H42 vermittelten Inhalte. Sie wenden die Kenntnisse bei Entwicklung, Auslegung, Fertigung, Prüfung und Betrieb energietechnischer Geräte und Netze an, und sie analysieren und bewerten die beim Einsatz hoher Spannungen erforderlichen Maßnahmen und Methoden.

Literatur und weitere Lernangebote

• Heuck / Dettmann; Elektrische Energieversorgung; Vieweg
• Flosdorff / Hilgarth; Elektrische Energieverteilung; B.G. Teubner, Stuttgart
• Noack; Einführung in die elektrische Energietechnik; Hanser Fachbuchverlag Leipzig
• Kind / Feser; Hochspannungsversuchstechnik; Vieweg

Alle Bücher jeweils in der aktuellsten Auflage

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Grundlagen der Elektrotechnik 1+2
• Mathematik 1+2
• Physik 

Modulinhalte

• Grundlagen der Leistungselektronik (Tiefsetz-, Hochsetzsteller, Inverswandler, Mehrquadrantensteller, Wechselrichter)
• Wirkungsprinzipien elektromechanischer Energiewandler (Ausführungsvarianten, Leistungsbilanz, Baugröße, Betriebsarten, Schutzarten)
• Gleichstrommotor (konstruktiver Aufbau, Kommutierung/Ankerrückwirkung, Betriebsverhalten)
• Transformator (T-Ersatzschalbild, Kurzschluss und Kurzschluss-Spannung, Drehstromtransformator)
• Synchronmotor (BLDC-Motor, Drehtransformator, Zeigerdiagramm, Reluktanz, PM-Synchronmotor, Drehzahlverstellung)
• Asynchronmotor (konstr. Aufbau, Heyland- + OssannaKreis, messtechn. Bestimmung der ESB-Größen, Drehzahlverstellung)

Lernergebnisse

Die Studierenden analysieren Grundschaltungen der Leistungselektronik und wenden Ihre Kenntnisse über Wirkungsprinzipien elektromechanischer Energiewandler, sowie Aufbau und Konstruktion elektrischer Antriebe an. Sie analysieren das stationäre Betriebsverhalten des Gleichstrom-, Synchron- und Asynchronmotors

Literatur und weitere Lernangebote

• J. Kempkes, Elektrische Antriebe, Vorlesungsskript FHWS 2015
• A. Kremser; Elektrische Maschinen und Antriebe; Teubner 2013
• E. Hering, R. Martin, J. Gutekunst, J. Kempkes; Elektrotechnik und Elektronik für Maschinenbauer; Springer 2012
• R. Fischer; Elektrische Maschinen; Hanser 2011

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übungen und Blended Learning

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Grundlagen der Elektrotechnik 1+2,
• Mathematik 1+2,
• Physik

Modulinhalte

• Grundlagen der Aktorik (Durchflutungs‐/Induktionsgesetz, Kraftwirkung auf stromdurchflossenen Leiter und Grenzflächen, Energie und Koenergie, Einführung in die FEM)
• Wirkungsprinzipien elektromechanischer Energiewandler (Ausführungsvarianten, Leistungsbilanz, Baugröße, Betriebsarten, Schutzarten)
• Gleichstrommotor (konstruktiver Aufbau, Kommutierung/Ankerrückwirkung, Betriebsverhalten)
• Transformator (T-Ersatzschalbild, Kurzschluss und Kurzschluss-Spannung, Drehstromtransformator)
• Synchronmotor (BLDC-Motor, Drehtransformator, Zeigerdiagramm, Reluktanz, PM-Synchronmotor, Drehzahlverstellung)
• Asynchronmotor (konstr. Aufbau, Heyland- + OssannaKreis, messtechn. Bestimmung der ESB-Größen, Drehzahlverstellung)

Lernergebnisse

Die Studierenden dimensionieren einfache Aktoren (Hubmagnete) und wenden Ihre Kenntnisse über Wirkungsprinzipien elektromechanischer Energiewandler, sowie Aufbau und Konstruktion elektrischer Antriebe an. Sie analysieren das stationäre Betriebsverhalten des Gleichstrom-, Synchron- und Asynchronmotors

Literatur und weitere Lernangebote

• J. Kempkes, Elektrische Antriebe, Vorlesungsskript FHWS 2017
• A. Kremser; Elektrische Maschinen und Antriebe; Teubner 2013
• E. Hering, R. Martin, J. Gutekunst, J. Kempkes; Elektrotechnik und Elektronik für Maschinenbauer; Springer 2012
• R. Fischer; Elektrische Maschinen; Hanser 2017

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus den Modulen:

•  Grundlagen der Elektrotechnik I + II
• Mathematik I + II
• Physik
• oder vergleichbare Kompetenzen

Modulinhalte

• Einführung in die Hochspannungstechnik
• Elektrische Belastungen
• Elektrische Festigkeit
• Hochspannungsprüf- und -messtechnik

Lernergebnisse

Die Studierenden verstehen die im Modul H.41 vermittelten Inhalte. Sie wenden die Grundlagen der Hochspannungstechnik bei Entwicklung, Konstruktion, Fertigung, Prüfung und Betrieb elektrischer Geräte an, und sie analysieren, bewerten und entwickeln hochspannungstechnische Isoliersysteme.

Literatur und weitere Lernangebote

• Küchler: Hochspannungstechnik, Springer Vieweg, 4. Aufl. 2017
• Kind/ Kärner: Hochspannungs-Isoliertechnik, Vieweg-Verlag 1982
• Schwab: Hochspannungs-Messtechnik, Springer-Verlag, 2. Aufl. 1981

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

2. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 8

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

• Wichtige Stilmittel und Konzepte einer Programmiersprache und deren Anwendung:
  Datentypen, Ausdrücke, Anweisungen, Variablen, Sichtbarkeitsbereiche, Ablauf- und Kontrollstrukturen, Funktionen, call-by-value / call-by-reference, Felder
• Konzepte der objektorientierten Programmierung und deren Einsatz zur Lösung komplexer Problemstellungen:
  Klassen, Objekte, Generalisierung / Spezialisierung, Überladen von Operatoren, generische Datentypen, Klassenbibliotheken

Lernergebnisse

• Prinzipielles Verständnis der Begriffe Syntax und Semantik einer Programmiersprache sowie der Aufgaben eines Compilers
• Verständnis der Konzepte einer prozeduralen und objektorientierten Programmiersprache
• Fähigkeit zur Analyse einfacher bis hin zu komplexen Problemen und Modellierung von Aufgabenstellungen mit Klassen und Objekten
• Kenntnisse von Algorithmen zu typischen Fragestellungen der Informatik (z.B. Sortieren und Suchen, verkettete Listen) und Fähigkeit zum Einsatz der Programmiersprache zur Problemlösung

Literatur und weitere Lernangebote

• U. Breymann, Der C++ Programmierer, Hanser Verlag
• A. Willms, C++ Programmierung lernen, Addison Wesley Verlag
• P. Prinz, U. Kirch-Prinz, C++ lernen und professionell anwenden, MITP Verlag
• Torsten T. Will, C++ Das umfassende Handbuch, Rheinwerk Computing

Lehr- und Lernmethoden

• H.32.1 Leistungselektronik I: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.32.2 Praktikum Energiewandlung I: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Grundlagen der Elektrotechnik I und II
• Mathematik I und II

Modulinhalte

• aktive und passive Bauelemente der Leistungselektronik
• Methoden der Schaltungsanalyse bei idealer, weitgehend idealer und nicht-idealer Betrachtungsweise
• Tiefsetzsteller im Zeit- und Frequenzbereich
• Anwendung der Fourierreihe
• Grundschaltungen wie Hochsetzsteller, Wechselrichter, Schaltnetzteile
• Modulationsverfahren
• Verlustbetrachtungen

Lernergebnisse

• Die Studierenden erfassen das Verhalten realer leistungselektronischer Bauelemente
• Die Studierenden verstehen den Aufbau, die Wirkungsweise und die Anwendung von leistungselektronischen Grundschaltungen
• Die Studierenden analysieren die unterschiedlichen Topologien und Funktionsweisen selbst geführter Schaltungen
• Die Studierenden wenden typische Methoden zur Analyse leistungselektronischer Schaltungen an
• Die Studierenden erlangen Grundfähigkeiten zur Umsetzung der gewonnenen Kenntnisse für den Entwurf leistungselektronischer Systeme 

Literatur und weitere Lernangebote

• Felderhoff, R. : Leistungselektronik; C. Hanser-Verlag München, Wien
• Heumann, K. : Grundlagen der Leistungselektronik; Teubner-Verlag Stuttgart
• Michel, M. : Leistungselektronik; Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York
• Mohan et al.: Power Electronics, John Wiley G. Sons Inc., New York, Chichester,
• Schröder, D. : Elektrische Antriebe; Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York
  • Band 3: Leistungselektronische Bauelemente
  • Band 4: Leistungselektronik
• Zach, F. : Leistungselektronik; Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York

Lehr- und Lernmethoden

• H.62.1 Medizinische Informationssysteme: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.62.2 Praktikum Medizinische Informationssysteme: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Fundierte Programmierkenntnisse der Programmiersprache C, Kenntnisse in Algorithmik und Datenstrukturen

Modulinhalte

• Qualität von Software, 
• Krankenhaus- und Radiologie-Informationssysteme 
• Medizinische Bildkommunikations- und Archivierungssysteme,
• Lebenszyklen von Softwareprodukten, 
• Anforderungsanalyse und Software-Entwurf, •
• Unified Modeling Language,
• Objektorientierte Programmierung, 
• Programmierung mit Java, 
• Interaktive Graphische Benutzeroberflächen, 
• Numerische Simulationen, 
• Implementierung.

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen die Qualitätsmerkmale von Softwareprodukten. Sie verstehen den Aufbau, die Funktion und die Vernetzung von medizinischen Software-Infrastrukturen im Krankenhaus. Sie kennen verschiedene Lebenszyklus-Modelle von Software-Produkten und entwickeln beispielhaft modular organisierte Programmstrukturen zur Lösung unterschiedlicher Problemstellung.

Die Hörer analysieren verschiedene Szenarien der realen Welt, strukturieren und visualisieren die Information zur Umsetzung in objektorientierte Programmstrukturen. Sie entwerfen und implementieren in praktischen Übungen die Quellcodes für interaktive Anwendungen und numerische Simulationen und testen schließlich die entwickelten Programme am Computer.

Literatur und weitere Lernangebote

• Heidenreich G., Neumann G., Software für Medizingeräte, Publicis Publishing: Erlangen 2015
• Oestereich B., Scheithauer A., Bremer S., Analyse und Design mit der UML 2.5: Objektorientierte Softwareentwicklung, Oldenbourg Wissenschaftsverlag: München 2013
• Goll J., Heinisch C., Java als erste Programmiersprache, Springer Vieweg: Wiesbaden 2014
• Kullmann W.H., Medizinische Informationssysteme, Skriptum zur Modulveranstaltung, Schweinfurt, aktuelle Ausgabe

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung, Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus den Modulen:

• Mathematik I, II
• Physik
• Messtechnik
• Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik

 

 

Modulinhalte

• Einleitung
• Signalfilterung
• Diskrete Transformationen
• Linearisierung von statischen und dynamischen Systemen
• Least Squares Verfahren für Ausgleichspolynome, Messwertkorrektur und Parameterschätzung
• Laufzeitverfahren
• Anwendung der Methoden im Praktikum unter Verwendung von LabView und MatLab.

Lernergebnisse

Die Studierenden sind in der Lage, grundlegende Methoden der Automatisierungstechnik zu benennen und darzulegen.

Die Teilnehmer werden in die Lage versetzt, diese grundlegenden Methoden zu interpretieren, zu analysieren und einem gegebenen Problem entsprechend zu strukturieren.

Die Hörer dieses Moduls können die vermittelten Methoden auf gegebene Aufgabenstellungen anwenden und für neue technische Fragestellungen modifizieren.

Literatur und weitere Lernangebote

Skriptum zur Vorlesung, Versuchsunterlagen

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übungen 

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET.1 u. GET.2 (v.a. elektr. NW komplex)
• MAT.1 u. MAT.2 (v.a. Matrizen, DGL’n)
• MT
• TES (Leitungstheorie; zeitlich abgestimmt)

Modulinhalte

• Leitungstheorie (harmonische Funktionen -> komplex) 
• Reflexionsfaktor 
• Transformationsformeln für Spannungs- und Stromwellen 
• normierte Impedanzen und Admittanzen 
• Schaltungen mit RLC u. Leitungen 
• das Smith-Diagramm -
• Stabilität, bedingt und unbedingt 
• Lage und Bedeutung von Stabilitätskreisen 
• die S-Parameter-Definitionen und -Messvorschriften 
• der NA; die einfachste Mess-Anordnung 
• S- und T-Parameter; Deembedding 
• Mehrtore : Zirkulator, Rechteck-Hybrid, Rat-Race, Magic-T 
• Unitarität und Reziprozität

Lernergebnisse

Die Studierenden

• können mit dem Modell einer homogenen Leitung rechnen. 
• sie kennen Dämpfungs- und Phasenkonstante sowie Wellen- Impedanzen auf Leitungen. -
• verstehen vor- und rücklaufende Leitungswellen , auch gedämpft. 
• kennen die Haupteigenschaften von Richtkopplern. 
• sind fähig zum Umgang mit dem Smith-Diagramm, d.h. sie berechnen NW mit RLC und beliebigen Leitungen. Anhand eines PC-Demoprogrammes wird dies geübt. 
• begreifen stabile und instabile Schaltungstypen (Verstärker / Oszillator) sowie die Stabilitätskreise. 
• beherrschen das Konzept der „S-Parameter“ bei Vierpolen.
• verstehen einen Network Analyzer prinzipiell. Der praktische Umgang mit dem Gerät wird geübt (ohne Kalibration o.ä.). 
• wissen, was die Unitarität , die allseitige Anpassung etc. bei Mehrtoren für die Matrizen bedeutet.

Literatur und weitere Lernangebote

( Auszug ) : G. Gronau; „Höchstfrequenztechnik“; Springer jeweils in aktueller Auflage (auch Bib der HAW)

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht 

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul 

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• PH (1. und 2. Semester)
• GET (I u. II) 

Modulinhalte

• Grundlagen des Fehlerschutzes für Nachrichtenkanäle
• Binärübertragung über kabelgebundene Kanäle
• Grundlagen der optischen Nachrichtenübertragung
• Spezielle Eigenschaften optischer Nachrichtenkanäle
• Laser, Photodioden, Lichtwellenleiter als Elemente der optischen Nachrichtenübertragung
• Vergleich von elektrischer und optischer Übertragung 

Lernergebnisse

Die Studierenden sind in der Lage, die grundlegenden Verfahren zur Übertragung von Nachrichten zu benennen und zu erläutern.

Die Teilnehmer werden durch das Modul in die Lage versetzt, die wesentlichen Methoden und Konzepte zu verstehen, zu analysieren und hinsichtlich übertragungstechnischer Probleme strukturieren zu können.

Die Hörer des Moduls können die vermittelten Lehrinhalte auf eine konkret vorliegende übertragungstechnische Aufgabenstellung erfolgreich anzuwenden und für neue technische Fragestellungen geeignet modifizieren und optimieren. 

Literatur und weitere Lernangebote

• Ohm, Signalübertragung, Springer-Verlag
• Roppel, Grundlagen der digitalen Kommunikationstechnik
• M. Werner: Nachrichtentechnik: Eine Einführung für Alle Studiengänge, Vieweg-Verlag.
• Optik: W. Glaser: Photonik für Ingenieure, Berlin, Verlag Technik K. Ebeling: Integrierte Optoelektronik, Vogel-Verlag

Lehr- und Lernmethoden

• H.51.1 Physiologie I: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.51.2 Analysentechnik I mit Praktikum: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse in Mathematik, Physik, Grundlagen der Elektrotechnik

Modulinhalte

• Bauplan biologischer Zellen,
• Komponenten biologischer Zellmembranen,
• Transkription und Translation,
• Enzymkinetik,
• Transportvorgänge,
• Stoffwechsel von Zellen und Organismen,
• Potentialbildung,
• Analytik im klinischen Bereich I, 
• Zuverlässigkeit klinischer Tests (diagnostische Sensitivität, diagnostische Spezifität),
• Reaktionskinetik,
• Bau und Bezug von Bezugselektroden,
• Leitfähigkeitsmessung,
• pH-Messung, 
• Osmometrie,
• Spektroskopische Methoden I,
• Laborexperimente in der Analysentechnik.

Lernergebnisse

Die Studierenden erlangen ein Grundverständnis zu den Grundlagen der Biochemie und Zellphysiologie. Sie kennen den Aufbau und die elementaren Funktion von biologischen Zellen.

Gleichzeitig erlangen sie Kenntnisse über Methoden und Analysegeräte in der klinischen Analytik.

Die Teilnehmer verstehen und analysieren die Zusammenhänge zwischen physiologischen Zellfunktionen und analytischen Messtechniken. Sie wenden verschiedene Analysemethoden in praktischer Laborarbeit im Rahmen von Experimenten an.

Literatur und weitere Lernangebote

• Schmidt R.F., Lang F., Thews G., Physiologie des Menschen, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg, New York 2000
• Deetjen P, Speckmann E.-J., Hescheler J. (Hrsg.), Physiologie, Urban & Fischer: München, Jena 2004
• Klinke R., Pape H.-C., Kurtz A., Silbernagl S., Physiologie, Georg Thieme Verlag: Stuttgart, New York 2009
• Silbernagl S., Despopoulos A., Taschenatlas der Physiologie, Georg Thieme Verlag: Stuttgart, New York 2003
• Bartels H., Bartels R., Physiologie, Urban & Schwarzenberg: München 2001
• Hagemann P., Rosenmund-Vollenweider (Hrsg.), Laboratoriumsmedizin, S. Hirzel-Verlag: Stuttgart 1996

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Informatik I (2. Sem)
• Mathematik I + II (1. und 2. Semester)

Modulinhalte

• Automaten-Entwurf mit unterschiedlichen Methoden (Function-Block-Diagram, RS-Speichertabelle, Schrittketten, Zustandsautomaten).
• Projektierung von SPS
• Implementierung logischer Grundverknüpfungen, Zeiten, Zähler,Wortverarbeitung.
• Umsetzung von Steuerungsentwürfen in SPS - Programme(Anweisungsliste u/o Strukturierter Text nach IEC 61131).
• Einsatzgebiete von IR
• Komponenten eines IR und gängige IR-Kinematiken
• Homogenen Matrizen, Euler-Winkel, Vorwärts- und Rückwärtstransformation
• Interpolationsverfahren zur (Bahn-) Steuerung
• Programmierung von Industrierobotern, Teachen und Off-Line-Programmierung.

Lernergebnisse

Kennenlernen von Aufbau und Einsatzfeldern Speicherprogrammierbarer
Steuerungen (SPS)
• Fähigkeit zum systematischen Entwurf binärer und digitaler
Steuerungen und Implementierung in mindestens einer SPSProgrammiersprache.
• Kennenlernen von Aufbau und Einsatzfeldern von Industrierobotern
(IR)
• Verständnis der theor. Grundlagen und Funktionsweise von
Robotersteuerungen sowie sich der daraus ergebenden speziellen
Probleme (z.B. Singularitäten) bei der Bedienung und
Programmierung von IR.
• Verständnis für die unterschiedlichen Referenzsysteme eines
IR-Systems und die Fähigkeit, diese beim Programmieren vorteilhaft
auszunutzen
• Fähigkeit zur Erstellung strukturierter und parametrierbarer IR
– Bewegungs-Programme. Kennenlernen von Vor- und Nachteilen
zwischen Off- und Online-Programmierung und Beherrschung
einfacher Entwurfs-Techniken

Literatur und weitere Lernangebote

G. Wellenreuther, D. Zastrow; Automatisieren mit SPS; Vieweg
Neumann,Grötsch,Lubkoll,Simon; SPS-Standard: IEC 61131;
Oldenburg-Verlag
W. Weber; Industrieroboter; Fachbuchverlag Leibzig

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

empfohlen:

• GET
• MAT
• PT

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET
• MAT
• PT

 

 

Modulinhalte

Kontinuierliche Signale und Systeme

• Signaleigenschaften (Linearität, Kausalität, Symmetrie, Energie, Leistung...)
• Signaloperationen (Verschiebung, Skalierung, Spiegelung...)
• Aufstellen von Differentialgleichungen
• Zustandsraumdarstellung

Systemanalyse mit der Laplace-Transformation

• Testsignale, Übertragungsfunktion, Anfangswertprobleme
• Faltung, Impuls-, Sprungantwort
• Grundglieder, PN-Diagramm
• Stabilität, Hurwitz-Kriterium
• Blockschaltbilder, Aufbau und Ziele einer Regelung
• Konvergenz der Laplace-Transformation

Systemanalyse mit der Fourier-Transformation

• Vergleich Fourier- / Laplace-Transformation
• Spektrum, Frequenzgang,
• Bode-Diagramm, Ortskurve
• Filter, Phasen-, Gruppenlaufzeit,
• Allpass, Minimalphasensystem

Diskrete Signale und Systeme

• Abtastung, Rekonstruktion
• Über-/ Unterabtastung, Abtasttheorem

Systemanalyse mit der z-Transformation

• Vergleich z- / Laplace-Transformation
• Exakte-, Bilineare-Transformation
• Differenzengleichungen, z-Übertragungsfunktion
• Diskrete Faltung, Stabilität im z-Bereich
• Diskrete Blockschaltbilder, Diskr. Zustandsraumdarstellung
• IIR- / IR-Filter

Systemanalyse mit der Diskreten Fourier-Transformation

• Zeitdiskrete Fourier-Transformation (ZFT)
• Vergleich DFT- / Fourier-Reihenentwicklung
• Fast-Fourier-Transformation (FFT)

Stochastische Prozesse

• Wahrscheinlichkeit, Zufallsvariable, Verteilungsfunktion
• Autokorrelation, Kreuzkorrelation
• Leistungsdichtespektrum, Übertragung durch LTI-Systeme
• Lineare Prozesse (AR, MA, ARMA)

 

 

Lernergebnisse

Stufe 1:

Die Teilnehmer können aktuelle Verfahren der Systemtheorie beschreiben und erklären.

Stufe 2 und 4:

Die Teilnehmer erwerben die Fähigkeit, die Konzepte und Werkzeuge der Systemtheorie zu verstehen, zu analysieren und geeignete Parametrierungen für spezifische Fragestellungen zu ermitteln und gegebenenfalls zu optimieren.

Stufe 3 und 5:

Die Teilnehmer sind in der Lage, die Konzepte und Werkzeuge der Systemtheorie zur Analyse und Entwurf neuer Systeme zu nutzen und anwendungsspezifisch auf völlig neue Realisierungskonzepte zu übertragen.

Literatur und weitere Lernangebote

• Frey T., Bossert M.: Signal- und Systemtheorie. Teubner, 2008.
• Girod B., Rabenstein R., Stenger A.: Einführung in die Systemtheorie. Teubner, 2007.
• Unbehauen R.: Systemtheorie I & II, Oldenbourg Verlag, 2002.
• Werner M.: Signale und Systeme. Vieweg, 2005.
• Oppenheim A., Schafer R., Buck J.: Zeitdiskrete Signalverarbeitung. Oldenbourg, 2004.
• Schüssler H.-W.: Analyse diskreter Signale und Systeme. Springer, 2008.
• Schlitt W.: Systemtheorie für stochastische Prozesse. Springer, 2013.

Lehr- und Lernmethoden

Seminaristischer Unterricht SU

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

empfohlen:

• GET .I
• GET.II
• MAT.I
• Mat.II (elektr. NW komplex, DGL'n)
• PH (grundlegendes Modellieren, DGL'n formulieren)

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET .I
• GET.II
• MAT.I
• Mat.II (elektr. NW komplex, DGL'n)
• PH (grundlegendes Modellieren, DGL'n formulieren)

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET 1 und 2
• MAT 1 und 2
• PH (1. und 2. Semester)

Modulinhalte

• Analog-Digital-Wandlung, Digital-Analog-Wandlung 
• Quellencodierung, Informationstheorie, Codierungsverluste
• Vierpoltheorie am Beispiel der A-, H-, Y-Parameter 
• Grundlagen der Leitungstheorie 
• Wellenvariable, Reflexion, S-Parameter 
• Anwendung bei Schaltungen mit diskreten Komponenten Feldtheorie : 
• geschlossene Lösung einfacher stationärer Anordnungen durch direkte Integration 
• Laplace-Gleichung mit Reihen, kartesisch 2-dimensional 
• Randbedingungen zweier Medien statisch bis HF 
• hochfrequente Nah- und Fernfelder, Bedingungen 
• der Hertz’sche Dipol – Modell und geschlossene Lösungen via Vektorpotential 
• Wiss. Recherche, schriftl. Ausarbeitg. oder Präsentation

Lernergebnisse

Die Studierenden

• kennen Effekte der Digitalisierung, 
• lernen Grundbegriffe wie Entropie, Redundanz, uvm., 
• benutzen die Maxwell-Gleichungen integral, 
• beherrschen die drei Material-Gleichungen linear, 
• kennen elektrische und magnetische Feldquellen, 
• berechnen geschlossene Lösungen einfacher stationärer Anordnungen, 
• kennen die Laplace-Gleichung für stationäre elektr. Felder, 
• finden 2D-Lösungen durch Reihenansätze, Koeff.-Vergl., 
• kennen skalare und Vektor-Potentiale und 
• verstehen den Hertz’schen Dipol, speziell sein Fernfeld.

Literatur und weitere Lernangebote

• Ohm, Signalübertragung, Springer-Verlag
• Roppel, Grundlagen der digitalen Kommunikationstechnik, HanserVerlag
• G. Lautz ; „Elektromagnetische Felder“
• H.G. Unger ; „Elektromagnetische Wellen“, Band 1; Eltex

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

empfohlen:

• GET.1, GET.2
• MAT.1, MAT.2
• PH
• MT
• TI.2, TI.3

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 8

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET.1, GET.2
• MAT.1, MAT.2
• PH
• MT
• TI.2, TI.3
  

Modulinhalte

• Reale passive Bauelemente wie R, L und C und deren Frequenzverhalten
• Halbleiterphysik
• Siliziumdioden und Z-Dioden
• Bipolartransistoren sowie Feldeffekttransistoren, JFET und MOSFET
• Einstufige Transistor-Verstärkerschaltungen
• CMOS-Logik
• Stromspiegelschaltungen mit BJTs als auch mit MOSFETs
• Komplexere Transistorschaltungen
• D/A und A/D Wandler-Schaltungen in CMOS
• Thermisches Verhalten von Halbleiterbauelementen und Kühlmechanismen

Lernergebnisse

• Die Studierenden erfassen das Verhalten realer passiver Bauelemente
• Die Studierenden verstehen den Aufbau, die Wirkungsweise und die Anwendung von Halbleiterbauelementen
• Die Studierenden analysieren die Arbeitspunkteinstellung und die Verstärkereigenschaften von Transistorschaltungen
• Die Studierenden ermitteln das Zusammenspiel komplexerer Transistorschaltungen
• Die Studierenden erlangen Fähigkeiten zur Umsetzung der gewonnenen Kenntnisse beim Schaltungsentwurf

Literatur und weitere Lernangebote

• Michael Reisch: "Elektronische Bauelemente", Springer
• Erwin Böhmer: "Elemente der angewandten Elektronik", Vieweg
• Kurt Hoffmann: "VLSI - Entwurf, Modelle und Schaltungen", Oldenbourg
• U. Tietze, Ch. Schenk: "Halbleiterschaltungstechnik", Springer
• Günther Koß, Wolfgang Reinhold, Friedrich Hoppe: "Lehr und Übungsbuch Elektronik, Analog- und Digitalelektronik", Fachbuchverlag Leipzig
• Laszlo Palotas: "Elektronik für Ingenieure", Vieweg
• W. Friedrich Oehme, Mario Huemer, Markus Pfaff: "Elektronik und Schaltungstechnik", Hanser
• Phillip E. Allen, Douglas R. Holberg, "CMOS Analog Circuit Design", Oxford University Press

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 7

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

TI.1: Informatik I

TI.2: Digitaltechnik

Modulinhalte

• Grundelemente eines Mikrocomputers und Mikrocontrollers
• Vor- und Nachteile verschiedener Darstellungscodes; Codesicherung
• Aufbau und Funktion eines Prozessors (Rechenwerk, Steuerwerk, Registersatz, etc.)
• Programmierung von Mikrocontrollern an einem ausgewählten Beispiel
• Übersicht über verschiedene Prozessor- und Mikrocontrollerarchitekturen
• Aufbau eines Halbleiterspeichers
• Überblick über moderne Rechnerarchitekturen

Lernergebnisse

• Kenntnis des Aufbau und der Klassifizierung eines Digitalrechners
• Verständnis des Zusammenspiels von CPU, Speicher, Peripherie und Bussystem
• Verständnis der Notwendigkeit verschiedener Darstellungscodes
• Fähigkeit, selbstständig eine Mikrocomputerarchitektur für eine gegebene Anwendung auszuwählen
• Fähigkeit zur Programmierung eines Mikrocontrollers auf der Basis von C/C++
• Kenntnisse über die Schnittstellen eines Mikrocontrollers
• Verständnis der Funktionsweise moderner Rechnerarchitekturen

Literatur und weitere Lernangebote

• H. Bähring, Mikrorechnertechnik I+II, Springer
• T. Beierlein, O. Hagenbruch, Taschenbuch der Mikroprozessortechnik, Hanser
• B. Schaaf, Mikrocomputertechnik, Hanser

Lehr- und Lernmethoden

Sem. Unt. + Üb + Prakt. SU,Ü,P

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

empfohlen:

• GET.1
• GET.2
• MAT.1
• MAT.2
• PH
• MT.1
• MT.2
• SYS

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET.1
• GET.2
• MAT.1
• MAT.2
• PH
• MT.1
• MT.2
• SYS

 

 

Modulinhalte

Vorlesungsteil Regelungssysteme:

1. Einführung in die Regelungstechnik
   Aufbau einer Regelung, klassische Regler-Komponenten, Regelungsbeispiele, dynamische Systeme.
2. Regelkreisanalyse
   Stabilität des geschlossenen Regelkreises; Nyquist-Kriterium; Stabilitätsreserven; Schwingverhalten; Regelgenauigkeit; Regelgüte im Zeit- und im Frequenzbereich.
3. Reglerentwurf
   Empirische Einstellregeln; Entwurfsmethoden für PID-Regler; Frequenzkennlinienverfahren; Verfahren nach Betragsoptimum; das symmetrische Optimum; Reglerauslegung durch Polvorgabe; Vorgabe des Verhaltens des geschlossenen Regelkreises.
4. Digitale Regelung
   Einführung in die digitale Regelung; quasi-kontinuierliche Regelung, Reglerentwurf im z-Bereich durch Polvorgabe, digitaler Kompensationsregler.

Praktikum Regelungstechnik:

• Rapid-Control-Prototyping mit Matlab/Simulink und Realtime Desktop
• Mikroprozessorbasierte Regelung
• Identifikation dynamischer Systeme
• Temperatur-Regelung einer Luftstrecke
• Untersuchung der klassischen Regler
• Regelung elektrischer Antriebe

Lernergebnisse

Die Studierenden verstehen das Grundprinzip der Regelung und können die Struktur eines Regelkreises mit Hilfe der praktischen Beispielen erklären. Sie sind in der Lage, das dynamische Verhalten eines Regelkreises zu analysieren. Sie erwerben die Fähigkeit, verschiedene Entwurfsverfahren zur Auslegung einschleifiger Regelungen anzuwenden um vorgegebene Güte-Anforderungen erfüllen zu können.

Im Rahmen des Praktikums lernen die Teilnehmer moderne Hardware- und Softwarewerkzeuge aus dem Bereich der Regelungstechnik kennen. Sie sind in der Lage, diese rechnerbasierte Werkzeuge zur Identifikation und Regelung dynamischer Systeme einzusetzen. Die Studierenden erwerben auch die Fähigkeit, die entworfenen Regler in die Praxis umzusetzen.

Literatur und weitere Lernangebote

Grundlagenlehrbücher der Regelungstechnik, z.B.:

• •Heinz Unbehauen: Regelungstechnik I, 14. Auflage, Vieweg-Verlag (Wiesbaden) (2007)
• •Heinz Unbehauen: Regelungstechnik II, 9. Auflage, Vieweg-Verlag (Wiesbaden) (2007)
• J. Lunze: Regelungstechnik 1, 9. Auflage, Springer-Verlag (Berlin / Heidelberg) (2013)

Lehr- und Lernmethoden

• H.63.1 Bildgebende Systeme II: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.63.2 Praktikum Bildgebende Systeme: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Grundlagen der optischen Bildgebung
• Grundlagen der Physiologie

Modulinhalte

• Hardwareaufbau und Funktionsweise von bildgebenden tomographischen Systemen, 
• Mathematische Grundlagen der Tomographie (RadonTransformation, Inverses Problem), 
• Computertomographie (CT), 
• Tomographische Bildgebung im Gammabereich (SPECT), 
• Positronen-Emissions-Tomographie (PET), 
• Magnetresonanztomographie (MRT),
• Tomographische Verfahren im Forschungsstadium, 
• Rekonstruktionsverfahren (Algebraische Rekonstruktionstechnik, Gefilterte Rückprojektion, Fouriermethoden), 
• Simulation der Bildentstehung mit MATLAB, 
• Praktische Versuche am Kernspintomographen.

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen den Aufbau und die Funktionsweise von tomographischen bildgebenden Systemen. Sie verstehen die Konzepte der Bildrekonstruktion aus den detektierten Messwerten. Sie analysieren und quantifizieren die Unterschiede verschiedener Tomographieverfahren. Sie sind befähigt, die unterschiedlichen Techniken der tomographischen Verfahren mit physiologischen und pathologischen Anforderungen in der Medizin in Relation zu setzen.

Die Teilnehmer simulieren numerisch die Funktionsweise von tomographischen Rekonstruktionsverfahren und bildgebenden Messtechniken und bewerten die berechneten Ergebnisse. Hierzu entwickeln und implementieren sie die notwendigen Programmcodes mit einer modernen mathematischen Simulations- und Visualisierungsumgebung.

Die Studierenden planen bildgebende Experimente mit einem klinischen Kernspintomographen und testen ihre Planungen in der Praxis.

Literatur und weitere Lernangebote

• Dössel O., Bildgebende Verfahren in der Medizin, SpringerVerlag: Berlin, Heidelberg 2000
• Morneburg H. (Hrsg.), Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik, Publicis MCD Verlag: Erlangen 1995
• Dössel O., Buzug M. (Hrsg.), Biomedizinische Technik – Medizinische Bildgebung, Band 7, Walter de Gruyter: Berlin, Boston 2014
• Kullmann W.H., Bildgebende Systeme II: Bildentstehung und Aufnahmetechnik tomographischer bildgebender Systeme, Aktuelles Skriptum zur Modulveranstaltung, Schweinfurt, aktuelle Ausgabe

Lehr- und Lernmethoden

• H.54.1 Biomedizinische Messtechnik II: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.54.2 Praktikum Biomedizinische Messtechnik II: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Kenntnisse in Mathematik, Physik,
• Grundlagen der Elektrotechnik,
• Grundkenntnisse in der Physiologie, der Biomedizinischen Messtechnik und der elektrischen Schaltungstechnik

Modulinhalte

• Überblick über ausgewählte humanphysiologische Regelsysteme,
• Erfassung und Auswertung von elektrischen Biosignalen,
• Analoge und digitale Signalanalyse II,
• Elektrische Sicherheit in der biomedizinischen Messtechnik,
• Schaltungsentwicklung von elektronischen und optoelektronischen Schaltungen der biomedizinischen Messtechnik, 
• Elektrokardiographie,
• Myographie, Elektroencephalographie und evozierte Potentiale,
• Pulsoxymetrie,
• Infrarot-Spektroskopie,
• Temperaturmesstechnik,
• Praktische Laborarbeit mit biomedizinischen Messsystemen.

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen und charakterisieren wichtige biomedizinische Messverfahren, Sensoren und Messsysteme zur Datenaufnahme, Signalverarbeitung und Interpretation von physiologischen Systemparametern mit bioelektrischem Ursprung. Sie verstehen die Zusammenhänge zwischen physiologischer Funktion und Messtechnik bzw. Elektronik.

Die Hörer kennen die einschlägigen Normen zur elektrischen Sicherheit bei der Konstruktion von biomedizinischen Messsystemen. Sie analysieren und entwerfen elektronische und optoelektronische Schaltungen zur Biosignalaufnahme und Signalverarbeitung.

Die Teilnehmer lernen in Form praktischer Laborarbeit den Umgang mit biomedizinischen Messsystemen, und sie führen quantitative Auswertungen der erhaltenen Messdaten durch.

Literatur und weitere Lernangebote

• Deetjen P, Speckmann E.-J., Hescheler J. (Hrsg.), Physiologie, Urban & Fischer: München, Jena 2004
• Klinke R., Silbernagl S., Lehrbuch der Physiologie, Georg Thieme Verlag: Stuttgart, New York 2003
• Kramme R. (Hrsg.), Medizintechnik – Verfahren, Systeme, Informationsverarbeitung, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2011
• Wintermantel E., Ha S.-W., Medizintechnik: Life Science Engineering, Springer-Verlag: Heidelberg, Berlin 2009
• Eichmeier J., Medizinische Elektronik, Berlin, Heidelberg 1997
• Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag: Heidelberg, Berlin 2012
• Husar P., Biosignalverarbeitung, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2009
• Kullmann W.H, Biomedizinische Messtechnik und Schaltungstechnik, Skriptum zur Modulveranstaltung, Schweinfurt, aktuelle Version

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus dem Modul H.42 „Einführung Elektroenergiesysteme und Praktikum Hochspannungstechnik I“ oder vergleichbare Kompetenzen

Modulinhalte

• Einführung (Erzeugung, Speicherung, Übertragung, Verteilung)
• Netzstrukturen
• Drehstromübertragung, Leitungen (lang u. kurz), Belastungen, Kompensation, FACTS
• Gleichstromübertragung, HGÜ Betriebsmittel (Leitungen, Kabel, Transformatoren, Schalter, Überspannungsableiter)
• Netzschutz, Schutztechnik, Leittechnik
• Netzbetrieb, Smart Grids, Energiemanagement 

Lernergebnisse

Die Studierenden verstehen die im Modul H43 vermittelten Inhalte. Sie wenden die Kenntnisse bei Entwicklung, Auslegung, Fertigung, Prüfung und Betrieb energietechnischer Geräte und Netze an, und sie analysieren und bewerten selbständig Komponenten und Netze der elektrischen Energieversorgung.

Literatur und weitere Lernangebote

• Heuck / Dettmann; Elektrische Energieversorgung; Vieweg
• Flosdorff / Hilgarth; Elektrische Energieverteilung; B.G. Teubner, Stuttgart
• Noack; Einführung in die elektrische Energietechnik; Hanser Fachbuchverlag Leipzig
• Kind / Feser; Hochspannungsversuchstechnik; Vieweg

Alle Bücher jeweils in der aktuellsten Auflage

Lehr- und Lernmethoden

• H.14.1 Schaltungsentwurf mit VHDL: seminar. Unterricht, Übung
• H.14.2 Praktikum Steuerungstechnik und Robotik: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Modul TI.2 „Digitaltechnik“ im 3. Semester
• Kenntnisse aus der Modulgruppe H.11

Modulinhalte

• Grundelemente von VHDL (Entity, Architecture, Datentypen, Prozesse, Nebenläufigkeit)
• Testbenches und Simulation
• Beschreibung und Verifikation endlicher Automaten
• Hierarchische Struktur und Konfiguration
• Bibliotheken und Packages
• Handling eines IR und Teachen von Bahnpunkten
• Online-Erstellen und Testvon Roboterprogrammen zur Teilehandhabung und Konturverfolgung
• Hardwarekonfiguration einer SPS sowie Umsetzung einfacher Steuerungslogik
• Steuerungsentwurf für eine Transportanlage, Implementierung und Test auf Simulator, Übertragung auf reale Labor-Anlage

Lernergebnisse

Die Studierenden…

• verstehen den Gegensatz eines algorithmischen Ansatzes einer klassischen Programmiersprache zur Hardwarebeschreibung in einer Hochsprache,
• sind in der Lage, einen einfachen VHDL-Code zu analysieren und zu entwickeln,
• haben Erfahrung im Umgang mit VHDL-Simulation als Teil der Sprachdefinition, sowie mit der IEEE-1164 std-logic Bibliothek,
• können einen Industrieroboter (IR) handhaben und programmieren,
• können selbstständig den Entwurf, die Implementierung und den Test von Schrittketten durchführen.

Literatur und weitere Lernangebote

• J. Reichard, B. Schwarz, VHDL-Synthese, Oldenbourg Wissenschaftsverlag
• P.J. Ashenden, The Designer's Guide to VHDL, Morgan Kaufmann Publishers
• Institute of Electrical and Electronics Engineering, Inc. New York, IEEE Standard VHDL Language Reference Manual
• G. Wellenreuther, D. Zastrow; Automatisieren mit SPS; Vieweg
• Neumann,Grötsch,Lubkoll,Simon; SPS-Standard: IEC 61131; Oldenburg-Verlag
• W. Weber; Industrieroboter; Fachbuchverlag Leibzig

Lehr- und Lernmethoden

• H.33.1 Leistungselektronik II: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.33.2 Praktikum Leistungselektronik: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Grundlagen der Elektrotechnik I und II
• Mathematik I und II
• Leistungselektronik I

Modulinhalte

• Bauelemente und deren Besonderheiten in der Leistungselektronik für selbst- und netzgeführte Schaltungen
• Methoden der Analyse bei idealer, weitgehend idealer und nicht-idealer Betrachtungsweise
• Mittelpunkt- und Brückenschaltungen
• Netzoberschwingungen
• Steuerverfahren
• Nutzsignalverhalten und Verluste 

Lernergebnisse

• Die Studierenden erfassen das vertiefte Verhalten realer leistungselektronischer Bauelemente
• Die Studierenden verstehen den Aufbau, die Wirkungsweise und die Anwendung von netzgeführter Grundschaltungen
• Die Studierenden analysieren die unterschiedlichen Topologien und Funktionsweisen netzgeführter Schaltungen
• Die Studierenden wenden typische Methoden zur Analyse netzgeführter Schaltungen an
• Die Studierenden erweitern ihre Grundfähigkeiten zur Umsetzung der gewonnenen Kenntnisse für den Entwurf selbst und netzgeführter Systeme

Literatur und weitere Lernangebote

• Felderhoff, R. : Leistungselektronik; C. Hanser-Verlag München, Wien
• Heumann, K. : Grundlagen der Leistungselektronik; Teubner-Verlag Stuttgart
• Michel, M. : Leistungselektronik; Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York
• Mohan et al.: Power Electronics, John Wiley G. Sons Inc., New York, Chichester,
• Schröder, D. : Elektrische Antriebe; Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York
  • Band 3: Leistungselektronische Bauelemente
  • Band 4:Leistungselektronik
• Zach, F. : Leistungselektronik; Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Grundlagen der Mathematik und Physik
• Kenntnisse in der Physiologie und der biomedizinischen Messtechnik

Modulinhalte

• Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung, Partikelstrahlung und elastischen Wellen mit biologischem Gewebe in unterschiedlichen Spektralbereichen, 
• Grundlagen der Strahlentherapie,
• Aufbau und Funktionsweise von therapeutischen Röntgensystemen, 
• Aufbau und Funktion von medizinischen Beschleunigereinrichtungen (Zyklotron, Synchrotron, Wanderwellen- und Stehwellenbeschleuniger, …), 
• Grundlagen des Strahlenschutzes, 
• Technik und Applikation der Elektronentherapie, 
• Grundlagen des radioaktiven Zerfalls, 
• Funktionsweisen von Therapieformen mit radioaktiven Substanzen, 
• Strahlentherapie mit schweren geladenen Teilchen, 
• Medizinische Therapie im ultravioletten Spektralbereich, 
• Therapiemethoden im sichtbaren Spektralbereich, 
• Elektrotherapie,
• Lithotripsie.

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen den Aufbau, die Funktion und die Einsatzbereiche von aktuellen ionisierenden und nichtionisierenden medizinischen Therapiesystemen. Sie verstehen die Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Spektralbereiche, von Partikelstrahlung und von elastischen Wellen mit biologischem Gewebe.

Die Hörer analysieren und beschreiben quantitativ die Funktion von Röntgentherapiesystemen, Teilchenbeschleunigern und Therapiesystemen auf der Basis von radioaktiver Strahlung. Sie konzipieren Therapiesysteme im ultravioletten und im optischen Spektralbereich für unterschiedliche medizinische Anwendungen.

Die Teilnehmer bewerten technische Verfahren zur Konstruktion von elektrotherapeutischen Systemen. Die Analyse von Therapieverfahren mit elastischen Wellen runden die Betrachtungen ab.

Literatur und weitere Lernangebote

• Kramme R. (Hrsg.), Medizintechnik – Verfahren, Systeme, Informationsverarbeitung, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2011
• Demtröder W., Experimentalphysik 2: Elektrizität und Optik, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2009
• Demtröder W., Experimentalphysik 4: Kern-, Teilchen-, Astrophysik, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2014
• Krieger H., Strahlungsquellen für Technik und Medizin, Springer Fachmedien: Wiesbaden 2013
• Grupen C., Grundkurs Strahlenschutz, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2003
• Kullmann W., Medizinische Therapie-Systeme, Skriptum zur Lehrveranstaltung, Schweinfurt, aktuelle Ausgabe

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET (I u. II)

Modulinhalte

• Analoge Modulation, AM, FM 
• Digitale Modulation, ASK, PSK, QAM 
• Multiplexverfahren 
• MIMO (Mehrwegeausbreitung), Beamforming 
• Aktuelle Verfahren der mobilen Datenübertragung, LTE

Lernergebnisse

Die Studierenden lernen analoge und digitale Modulationstechniken kennen. Die optimale Ausnutzung des Kanals durch Multiplexverfahren und Mehrwegeausbreitung (MIMO) wird besprochen. Die Studenten vertiefen ihre Kenntnisse der Übertragungstechniken durch Diskussion aktueller Übertragungsverfahren wie beispielsweise LTE:

Die Teilnehmer werden durch das Modul in die Lage versetzt, die Datenübertragung über Funksysteme zu verstehen und sich selbständig in aktuelle Nachrichtenübertragungsverfahren einzuarbeiten. 

Literatur und weitere Lernangebote

• Ohm, Signalübertragung, Springer-Verlag
• Roppel, Grundlagen der digitalen Kommunikationstechnik, HanserVerlag

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET.1, GET.2, 
• MAT.1, MAT.2, 
• MT

Modulinhalte

• Zweipol- und Vierpol-Synthese mit ausgewählten Verfahren (z. B. Kettenbruch- oder Brune-Verfahren) 
• Entwurf von RC- RL- und LC-Schaltungen 
• Rechner-Hilfsmittel zur Synthese 
• An praktischen Beispielen werden die wesentlichen Messverfahren und Messgeräte zur Untersuchung von Netzwerken erläutert und im Versuch selbsttätig erarbeitet 
• Handhabung von Signalgeneratoren, Oszilloskopen, Spektrumanalysatoren 
• Verschiedene Versuche (Transistorschaltungen, kontinuierliche Netzgeräte, Schaltnetzteile, Komponenten von Operationsverstärkern; Integrierte Operationsverstärker, Signalformerschaltungen) aus dem Bereich der NF-Schaltungstechnik 
• Bedienung, Signaldarstellung, Signalauswertung und -speicherung mit digitalen Speicheroszilloskopen •
• Darstellung und Auswertung von Messdaten und Messkurven 
• Anfertigung eines technischen Berichts zu jedem der Versuche

Lernergebnisse

• Die Studierenden verstehen die Anforderungen elektrischer Netzwerke, Entwurfsverfahren und Realisierungsmöglichkeiten von passiven und aktiven Netzwerken 
• Die Studierenden beherrschen die Zweipol- und Vierpol-Synthese 
• Die Studierenden beherrschen die typischen Messgeräte und Messverfahren zur Untersuchung von Netzwerken 
• Die Studierenden verifizieren messtechnische Entwurfsparameter 
• Die Studierenden untersuchen den Aufbau von entworfenen Schaltungen 
• Die Studierenden verstehen die Funktionsweise der Schaltungen aus den verschiedenen Versuchen 
• Die Studierenden erkennen Zusammenhänge zwischen den unterschiedlichen Versuchen 
• Die Studierenden entwickeln Fähigkeiten im Umgang mit Netzgeräten, Funktionsgeneratoren und Oszilloskopen 
• Die Studierenden fertigen technische Berichte zu den einzelnen Versuchen an

Literatur und weitere Lernangebote

• Anleitungen zu den Versuchen
• Taschenbuch der Hochfrequenztechnik: Band 1: Grundlagen von Klaus Lange, H. H. Meinke, F. W. Gundlach, Springer Verlag
• Netzwerksynthese in Beispielen: Passive und aktive RC-Netzwerke, RLC-Zweitore und Approximation, Rolf Unbehauen, Albert Mayer, Oldenbourg-Verlag

Lehr- und Lernmethoden

• H.24.1 Netzwerktechnik I: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.24.2 Praktikum Prozessdatenverarbeitung und eingebettete Systeme: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus den Modulen:

• Digitaltechnik
• Mikrocomputertechnik
• Datennetze und Signalverarbeitung 

Modulinhalte

Netzwerktechnik I:

• Funktionsweise moderner Netzwerkkomponenten in Datennetzen (OSI Layer 1-, 2- u. 3- Devices)
• Planung und Aufbau von Netzen (Strukturierte Gebäudeverkabelung, Redundanzstrategien, Physikalische Übertragungsparameter, Abnahmemessungen)
• Übung zum Entwurf einer Netzwerktopologie
• Konzepte zum ressourcenschonenden Umgang des IP-Adressraums (Subnetting, VLSM, CIDR)
• Übung zur Adressraumplanung
• Kommunikation innerhalb eines lokalen Netzwerkes und über das lokale Subnetz hinaus
• Netzwerk-Routing (Prozess, Routing Protokolle)
• Übung zum Netzwerk Routing

Praktikum Prozessdatenverarbeitung u. eingebettete Systeme:

• Entwurf und Programmierung von Embedded Systemen
• Entwurf und Implementierung von Echtzeitanwendungen

Lernergebnisse

Die Studierenden benennen grundlegende Methoden aus den genannten Themenkreisen und beschreiben zugehörige Verfahren.

Die Studierenden interpretieren und formulieren die gewählten Teilgebiete aus den Themenbereichen Datennetze und der Prozessdatenverarbeitung u. eingebettete Systeme.

Die Studierenden verstehen und erläutern aktuelle Verfahren der Netzwerkkommunikation und planen und konfigurieren Datenübertragungsnetzwerke und übertragen diese auf gegebene Aufgabenstellungen.

Die Studierenden verstehen und erläutern aktuelle Verfahren aus der Prozessdatenverarbeitung und implementieren Anwendungssysteme mit Echtzeitanforderungen auf eingebetteten Zielsystemen und sind in der Lage die Kenntnisse auf gegebene Aufgabenstellungen zu übertragen.

Literatur und weitere Lernangebote

Skripte

Lehr- und Lernmethoden

• H.53.1 Physiologie II: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.53.2 Analysentechnik II mit Praktikum: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Kenntnisse in Mathematik
• Physik,
• Grundlagen der Elektrotechnik
• Grundkenntnisse in der Zellphysiologie und Analysentechnik

Modulinhalte

• Potentialbildung an Membranen,
• Neuro- und Muskelphysiologie, 
• Herz-/Kreislauf-System,
• Atmung,
• Entgiftung (Niere, Leber),
• Allgemeiner Stoffwechsel, 
• Analytik im klinischen Bereich II,
• Spektroskopische Methoden II,
• Chromatographie,
• Elektrophorese,
• Dielektrophorese,
• Elektrochemische Analyse, 
• Durchführung von Laborexperimenten in der Analysentechnik.

Lernergebnisse

Die Studierenden erwerben Kompetenzen im Bereich der Humanphysiologie. Ausgehend von zellphysiologischen Grundlagen diskutieren sie physiologische Funktionen im Menschen.

Die Teilnehmer vertiefen daneben Grundkenntnisse über Methoden und Analysegeräte in der klinischen Analytik.

Die Studierenden verstehen und analysieren die Eigenschaften und das Zusammenspiel zwischen physiologischen Organsystemen im Menschen. Sie kennen die Charakteristika der Organe und leiten daraus geeignete Analysemethoden zur Diagnostik ab.

In praktischer Laborarbeit testen und überprüfen die Teilnehmer die gelernten Zusammenhänge in Experimenten, überwachen die Messvorgänge und werten die erhaltenen Daten aus.

Literatur und weitere Lernangebote

• Schmidt R.F., Lang F., Thews G., Physiologie des Menschen, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg, New York 2000
• Deetjen P, Speckmann E.-J., Hescheler J. (Hrsg.), Physiologie, Urban & Fischer: München, Jena 2004
• Klinke R., Pape H.-C., Kurtz A., Silbernagl S., Physiologie, Georg Thieme Verlag: Stuttgart, New York 2009
• Silbernagl S., Despopoulos A., Taschenatlas der Physiologie, Georg Thieme Verlag: Stuttgart, New York 2003
• Bartels H., Bartels R., Physiologie, Urban & Schwarzenberg: München 2001
• Hagemann P., Rosenmund-Vollenweider (Hrsg.), Laboratoriumsmedizin, S. Hirzel-Verlag: Stuttgart 1996
• Rücker G., Neugebauer M., Willems G.G., Instrumentelle pharmazeutische Analytik, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft: Stuttgart 2007
• Skoog D.A., Leary J.J., Instrumentelle Analytik, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg, New York 1996
• Schriftliche Unterlagen zum Modul

Lehr- und Lernmethoden

Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET, MAT, PH, MT, 
• TI.1, TES, SR 
• H.71, H.72

Modulinhalte

• An praktischen Beispielen werden die wesentlichen Messverfahren und Messgeräte zur Entwicklung, Überwachung und Reparatur von analogen und digitalen Systemen erläutert und im Versuch selbsttätig erarbeitet.
• Arbeiten mit Signalgeneratoren, Signalprozessoren, Spezial-Oszilloskopen, Spektrumanalysator, Network-Analyzer und Messgeräten aus dem Bereich des Rundfunks und des Fernsehens.
• Verschiedene Versuche zur Programmierung von Digitalprozessoren; zur Abtastung, Filterung und Codierung; zur Hochfrequenztechnik (Mikrowellen-Oszillator, Richtkoppler, Schlitzleitung), zur Fernsehtechnik (MP2; QAM und OFDM); Impedanzen und Ortskurven diverser passiver und aktiver Zwei- und Vierpole am Network Analyzer.
• Bedienung, Signaldarstellung, Signal-Auswertung und – Speicherung mit digitalen Speicheroszilloskopen
• Darstellung und Auswertung von Messdaten und Messkurven Anfertigung einer technischen Ausarbeitung zu jedem Versuch

Lernergebnisse

Die Studierenden

• entwickeln praktische Fähigkeiten zum Umgang mit typischen Messgeräten und Messverfahren zur Untersuchung unterschiedlicher Nachrichtenstrecken.
• erproben die Erfassung und Speicherung wesentlicher Parameter der Audio- oder Videotechnik.
• verstehen die Funktionsweise der jeweils aufzubauenden Schaltungen aus den verschiedenen Versuchen. 
• bedienen Netzgeräte, Funktionsgeneratoren und digitale Speicheroszilloskope. 
• fertigen technische Berichte zu den einzelnen Versuchen an, in denen sie ihre Messergebnisse diskutieren. 
• halten einen Abschluss-Vortrag über einen der Versuche.

Literatur und weitere Lernangebote

Anleitungen zu den Versuchen

Lehr- und Lernmethoden

Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET, MAT, PH, MT, 
• TI.1, TES, SR 
• H.81, H.82

Modulinhalte

• An Beispielen werden wesentliche Systeme der Nachrichtentechnik erläutert und die Eigenschaften im Praxisversuch selbständig erarbeitet.
• DVB-Verfahren, Satellitenempfang,
• Streuparameter und Smith-Diagramme; HF-Vierpol-Messungen.
• Mikrowellentechnik, Hohlleitersysteme, CW-Radar, Antennen und Streuziele.
• Effekte bei Bandbegrenzung und Filtern im NF-Bereich.

Lernergebnisse

Die Studierenden

• lernen einige der wichtigsten nachrichtentechnischen Systeme vom Niederfrequenzbereich bis zum Hoch- und Höchstfrequenzbereich praktisch kennen. 
• messen Frequenzgänge, Oberwellen und Spiegelfrequenzen bei Tiefpässen und anderen Filtern. 
• suchen, messen und beurteilen TV-Satelliten-Transponderdaten an einer Empfangsanlage mit schwenkbarer Antenne und einem Satelliten-Analysator. 
• arbeiten im reflexionsarmen Raum am Mikrowellen-CW-Radar in Hohlleitertechnik und bestimmen Radar-Streuquerschnitte sowie den Gewinn einer Hornstrahler-Antenne. 
• untersuchen Datenkompression nach MPEG bei DVB sowie Frequenz-Hubs und Multiplex-Leistung beim FM-Rundfunk (so lange noch in FM gesendet wird; Umstellung in Zukunft). 
• gewinnen Streuparameter diverser passiver und aktiver Zwei- und Vierpole am Network Analyzer. 
• verstehen die Funktionsweise der jeweils aufzubauenden Schaltungen aus den verschiedenen Versuchen. 
• bedienen Netzgeräte, Funktionsgeneratoren und digitale Speicheroszilloskope. 
• fertigen technische Berichte zu den einzelnen Versuchen an, in denen sie ihre Messergebnisse diskutieren. 
• halten einen Abschluss-Vortrag über einen der Versuche.

Literatur und weitere Lernangebote

Anleitungen zu den Versuchen

Lehr- und Lernmethoden

Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• H.31 Elektrische Antriebe

Modulinhalte

2 Rechnerübungen:

• MATLAB als Werkzeug zur Versuchsdokumentation (Skript-Progr., analyt. Lösungen, Grafik, Publish-Funktion)
• Einführung in die Modellbildung/Simulation mit SIMULINK anhand ausgewählter Beispiele

6 Laborversuche zu den Themen:

• FEM-Simulation eines Schrittmotors (Kraftbestimmung, transiente Simulation der Bewegung)
• Gleichstrommotor (Prüfmethoden, Verlust- und Wirkungsgradbestimmung)
• Drehstromtransformator (Magnetisierung, unsymmetrische Belastung)
• Synchrongenerator (Leerlauf-, Kurzschluss- und Belastungsversuch als Generator)
• Asynchronmaschine am Drehstromnetz (Leerlauf-, Kurzschluss- und Belastungsversuch als Motor)
• Asynchronmaschine am Umrichter (Parametrierung Umrichter, Leerlauf- und Belastungsversuch)

Lernergebnisse

Die Studierenden erstellen (synthetisieren) lineare Simulationsmodelle 2. Ordnung und analysieren nichtlineare Simulationsmodelle höherer Ordnung. Die Studierenden bearbeiten technische Themen im Team, analysieren kritisch Messergebnisse im Vergleich zu theoretischen Betrachtungen und erstellen technische Berichte.

Literatur und weitere Lernangebote

Wie in H.31 Elektrische Antriebe, zusätzlich Versuchsanleitungen

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus den Modulen:

• Digitaltechnik
• Mikrocomputertechnik
• Datennetze und Signalverarbeitung 

Modulinhalte

• Anforderungen an Embedded Systems, Architekturen von Mikrocontroller- und DSP-Prozessoren,
• Hardware-/Software-Embedded CoDesign-, Entwicklungs-, Test- und Verifikationsumgebungen.
• Anforderungen und Aufbau von Echtzeit-Betriebssystemen und Embedded Systemen, Definition Echtzeit,
• Gestaltung von Prozessdatenverarbeitungssystemen, Gestaltung von Anwenderprogrammen, Synchronisations- und Kommunikationsmethoden, Entwurf von Algorithmen zur digitalen Messdatenverarbeitung.
• Architektur, Anforderungen und Aufbau von EchtzeitBetriebssystemen, Kenntnisse über kommerziell verfügbare Echtzeit-Betriebssysteme,
• Verfahren der Prozessor- und Resourcenverwaltung, Synchronisations- und Kommunikationsmethoden, Zeitdienste, Fehlertoleranz,
• Entwurf und Realisierung von Echtzeit-Anwendungen

Lernergebnisse

Die Studierenden nennen die Anforderungen an Echtzeitanwendungen und beurteilen den Einsatz solcher Anwendungssysteme.

Die Studierenden entwerfen und implementieren Echtzeitanwendungen auf Basis von Echtzeit-Betriebssystemen.

Die Studierenden benennen grundlegende Methoden der Echtzeitsynchronisation und –kommunikation zwischen Prozessen und sind in der Lage, die vermittelten Methoden auf gegebene Aufgabenstellungen zu übertragen.

Literatur und weitere Lernangebote

Skripte

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus den Modulen

• Grundlagen der Elektrotechnik I, II
• Mathematik I, II
• Physik
• Messtechnik
• Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik

Modulinhalte

1. Prozessmesstechnik

• Gemeinsamkeiten aller Sensorsysteme
• Signalfilterung
• Diskrete Transformationen
• Linearisierung
• Temperaturmessung

2. Feldbusse

• Bitübertragungsschicht
• Kanalcodierung
• Buszugriffsverfahren
• Beispielhafte Feldbusse

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen aktuelle Verfahren der Prozessmesstechnik und können sie erklären. Ebenso haben sie Kenntnis der wichtigsten Feldbussysteme und können deren Grundprinzipien erläutern.

Die Teilnehmer sind fähig, Sensorsysteme der Prozessmesstechnik zur vergleichen. Ebenso können Feldbussysteme klassifiziert und analysiert werden. Die Teilnehmer verstehen das Konzept des Messtransformers als dynamisches System und der Verarbeitung von zeit- und wertdiskreten Signalen.

Die Hörer des Moduls können für eine gegebene Problemstellung geeignete Mess- und Feldbussysteme auswählen und sie geeignet parametrieren.

Literatur und weitere Lernangebote

• Skript zur Vorlesung
• Prock, J.; Einführung in die Prozessmesstechnik, Teubner, 1997

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung und Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

4. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus den Modulen:

• Grundlagen der Elektrotechnik I + II
• Mathematik I + II
• Physik
• oder vergleichbare Kompetenzen

Modulinhalte

SU, Ü (Regenerative Energien):

• Einführung
• Wasserkraft, Windkraft,
• Photovoltaik
• Solarthermie, Geothermie, Biomasse
• Verfügbarkeit, Speichermöglichkeiten, Netzeinbindung

P (Elektroenergiesysteme):

• Laborversuche Anlagentechnik, Elektroenergiesysteme

Lernergebnisse

Die Studierenden verstehen die im Modul H44 vermittelten Inhalte. Sie wenden die Kenntnisse bei Entwicklung, Auslegung, Fertigung, Prüfung und Betrieb regenerativer Energieanlagen an, und sie analysieren und bewerten die praktischen Fragen ihrer Einbindung in die Elektroenergiesysteme.

Literatur und weitere Lernangebote

• Quaschning: Regenerative Energiesysteme, Carl Hanser Verlag
• Gasch: Windkraftanlagen, Springer Vieweg Verlag
• Mertens: Photovoltaik, Carl Hanser Verlag

Alle Bücher jeweils in der aktuellsten Auflage

Lehr- und Lernmethoden

Seminaristischer Unterricht SU

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

5. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

keine

Modulinhalte

Die Studierenden lernen die Netzwerk-Arten kennen. Die Begriffe ISO/OSI-Referenzmodell, Bus-Zugriffsverfahren und Busanschaltungen werden vermittelt und anhand praktischer Beispiele näher erläutert. Die wichtigen Verfahren der Datenübertragung, synchrone und asynchrone Übertragungstechniken sind Lehr-Gegenstand des Moduls. Wesentliche Punkte sind weiterhin die Vermittlung der Verfahren zur Modellierung von Kommunikations-Protokollen, der Fähigkeit, eigene Protokollmaschinen zu entwerfen und softwaretechnisch zu implementieren.

Im Teil Signalverarbeitung werden die Kenntnisse vermittelt, die zum Verarbeiten analoger Signale notwendig sind. Die Studierenden lernen den Aufbau eines digitalen Signalverarbeitungs-Systems, ihre Möglichkeiten und Grenzen kennen. Zentral wird dabei die Aufgabe behandelt, Signale effektiv zu filtern und zu analysieren (Zeit- und Frequenzbereich). Schließlich ist ein wesentlicher Lehr-Inhalt die Vermittlung der benötigten theoretischen Konzepte wie Fourier- und z-Transformation.

Lernergebnisse

Die Studierenden

• können die grundlegenden Begriffe und Konzepte der Daten-übertragung, Übertragungstechnik und der Protokolle erläu-tern
• besitzen einen Überblick über die Komponenten, Strukturen und Systeme wichtiger Netzwerk-Arten
• kennen das ISO/OSI-Schichtenmodell
• sind in der Lage, die Möglichkeiten und Grenzen der digitalen Signalverarbeitung (DSV) darzulegen
• kennen die Methoden und Entwurfsverfahren der digitalen Signalverarbeitung
• können FIR- und IIR-Filter entwerfen und evaluieren
• können die Verfahren der Spektralanalyse einsetzen

Literatur und weitere Lernangebote

• A. V. Oppenheim, R. W. Schafer: Zeitdiskrete Signalverarbeitung, Oldenburg-Verlag
• Ohm: Signalverarbeitung, Springer-Verlag
• Buba, Eike-Manfred: Computernetze Datenverarbeitung Datenkommunikation Datendienste : eine strukturierte Einführung. - Reinbeck bei Hamburg: Rowohlt Taschenbuch Verlag
• W.D. Haaß: Handbuch der Kommunikationsnetze. Springer

Lehr- und Lernmethoden

Seminar. Unterricht + Übungen SU,Ü

+ Projektarbeit

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

5. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

erfolgreiche Teilnahme an hinführenden Lehrveranstaltungen

Modulinhalte

Projektmanagement

• Teamorganisation, Strategien der Ideenfindung und Produktbeschreibung
• Aufbau, Struktur und wesentliche Inhalte eines Pflichten- und Lastenheftes
• Planungsverfahren, Bestandteile eines Terminplanes, Anfängerfehler
• Grundlagen der Entwicklungskalkulation
• Vorgaben zur Umsetzung der Projektidee

Produktrealisierung: von der Idee zur Realität:

• Erstellung der Planungsunterlagen
• Umsetzung der selbstgeplanten Entwicklungsschritte
• Zusammenführung der Einzelbestandteile: Hardware, Software, Mechanik

Inbetriebnahme:

• Fehlererkennung, Analyse und Behebung
• Korrektur und Optimierung

Abschlusspräsentation

Lernergebnisse

Die Studierenden sind in der Lage,

• wesentliche Methoden und Bestandteile des Projektmanagements zu überblicken und anzuwenden
• sich in der Anwendung dieser erworbenen Methoden selbst zu organisieren
• die Projektaufgabe wahlweise mit wissenschaftlichem Charakter oder mit konkretem Praxisbezug eigenständig zu definieren

Die Studierenden sind unter Anwendung der erlernten Methoden in der Lage:

• das Pflichten- und Lastenheft der Projektaufgabe auszuarbeiten
• die Abfolge der einzelnen Realisierungsschritte in Form eines Terminplans detailliert zu planen
• den termingerechten Fortschritt des Projektes selbst zu prüfen und sicherzustellen
• die finanziellen Rahmenbedingungen mit Hilfe einer Entwicklungskalkulation auszuarbeiten
• die einzelnen Zwischenschritte mit Hilfe der erworbenen Präsentationstechniken nachvollziehbar allen Teilnehmern darzustellen und aufgetretene Probleme der gemeinsamen Diskussion zu stellen
• das endgültig entwickelte und realisierte Produkt im Rahmen einer semesterübergreifenden Abschlussveranstaltung ähnlich einer Industriemesse einem breiten Publikum zu präsentieren

Literatur und weitere Lernangebote

• Balzert, H. / Schröder, M. / Schäfer, Chr. (2011):
  Wissenschaftliches Arbeiten - Ethik, Inhalt & Form, wiss. Arbeiten, Handwerkszeug, Quellen, Projektmanagement, Präsentationen, 2. Aufl. Herdecke.
• Trucare, Project Performance (Hrsg.):
  http.//www.projektmanagementhandbuch.de

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht, Übung

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Kenntnisse aus den Modulen:

• Mathematik I, II
• Physik
• Messtechnik
• Grundlagen der Systemtheorie und Regelungstechnik
• Informatik I

Modulinhalte

Automotive Control Systems (Prof. Dr. Ali):

• Übersicht der regelungs- und steuerungstechnischen Probleme im Fahrzeug
• Fahrzeugdynamik, Fahrverhalten, Antriebskoordination
• Steuerung und Regelung des Verbrennungsmotors, Drehmomentsteuerung & -regelung, Optimierung von Verbrauch und Abgasemissionen
• Lambdaregelung, Klopfregelung
• Schwingungsdämpfung, Antiblockiersysteme, Koordination des hybriden Antriebsstranges

Advanced Control (Prof. Dr. Ali):

• Regelkreise mit mehreren Freiheitsgraden
• Modellbasierte Regelungen
• Regelung nichtlinearer Systeme
• Statische und dynamische Kompensation der Nichtlinearitäten
• Gain-Scheduling
• Ausgewählte Regelungsbeispiele aus Robotik und Automatisierungstechnik

Automatische Optische Inspektion (Prof. Dr. Bohn):

• Optik für Bildsensoren
• CCD- und CMOS-Kameras
• 3D-Sensoren
• Infrarot- und Röntgensensoren, 3D-Sensoren
• Bildverarbeitung
• Methoden und der Anwendungen der AOI
• Vertiefung durch praxisnahe Übungen am Rechner mit dem AOI-Tool NEUROCHECK

Modellierung in UML (Prof. Dr. Mathes):

• Übersicht der Unified Modeling Language (UML)
• Anwendungsfalldiagramm
• Aktivitätsdiagramm
• Klassendiagramm

Lernergebnisse

Aus den Vorlesungen (2 SWS)

• Automotive Control Systems
• Advanced Control
• Automatische Optische Inspektion
• Modellbildung
• Modellierung in UML

müssen die Studierenden zwei Veranstaltungen auswählen und eine Prüfung ablegen. Jede Vorlesung findet nur bei ausreichender Hörerzahl statt.

Die Studierenden benennen grundlegende Methoden aus den genannten Themenkreisen und beschreiben zugehörige Verfahren.

Die Studierenden interpretieren und formulieren die gewählten Teilgebiete der Automatisierung.

Die Studierenden erläutern die vermittelten Methoden und übertragen sie auf gegebene Aufgabenstellungen.

Literatur und weitere Lernangebote

Russ Miles, Kim Hamilton: Learning UML 2.0, O‘Reilly Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides: Design Patterns: Entwurfsmuster als Elemente wiederverwendbarer objektorientierter Software, mitp Professional

Lehr- und Lernmethoden

• H.61.1 Bildgebende Systeme I: seminaristischer Unterricht, Übung
• H.61.2 Praktikum Digitale Bildverarbeitung: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

Grundkenntnisse der Mathematik, Physik, Optik, Physiologie

Modulinhalte

• Aufbau und Funktion von bildgebenden nichttomographischen Systemen im optischen Spektralbereich, Röntgenund Gammaspektrum, 
• Charakterisierung der Bildqualität im Orts- und Frequenzraum (Auflösung, Kontrast, Punktbildfunktion, optische Übertragungsfunktion, Modulationsübertragungsfunktion),
• Gaußsche Matrizenoptik, 
• Numerische Simulation von optischen bildgebenden Systemen für die Medizin,
• Standards in der Bildgebung, speziell in der medizinischen Bildgebung (DICOM),
• Quantitative globale Charakterisierung von Bildmatrizen, 
• Globale Bildtransformationen (Faltung, Korrelation, FFT, …),
• Zweidimensionale optische Filterung,
• Segmentierung,
• Morphologische Operationen, 
• Entwicklung und Implementierung eines modularen Softwaresystems zur digitalen Bildverarbeitung mit Matlab.

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen den Aufbau und die Funktionsweise von bildgebenden nichttomographischen Systemen. Sie verstehen die Zusammenhänge zwischen zwischen fundamentalen physikalischen Prozessen, wie Transmission, Emission, Brechung, Beugung und Streuung, und der Bildentstehung und Bildarchivierung.

Die Teilnehmer analysieren optische bildgebende Systeme und berechnen und simulieren quantitativ deren charakteristische Eigenschaften.

Die Hörer verstehen die Wirkung grundlegender Methoden der digitalen Bildverarbeitung. Sie analysieren digitale Bilder und verbessern die Bildqualität mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung.

Literatur und weitere Lernangebote

• Lipson S.G., Lipson H.S., Tannhauser D.S., Optik, SpringerVerlag: Berlin, Heidelberg 1997
• Hecht E., Optik, Addison-Wesley: Bonn, München 1994
• Dössel O., Bildgebende Verfahren in der Medizin, SpringerVerlag: Berlin, Heidelberg 2000
• Dössel O., Buzug M. (Hrsg.), Biomedizinische Technik – Medizinische Bildgebung, Band 7, Walter de Gruyter: Berlin, Boston 2014
•  Jähne B., Digitale Bildverarbeitung, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 1997
• Kullmann W.H., Bildgebende Systeme I: Bildentstehung und Aufnahmetechnik nichttomographischer bildgebender Systeme, Aktuelles Skriptum zur Modulveranstaltung, Schweinfurt, aktuelle Ausgabe
• Kullmann W.H., Methoden der digitalen Bildverarbeitung mit Praktikum, Aktuelles Skriptum zur Modulveranstaltung, Schweinfurt, aktuelle Ausgabe

Lehr- und Lernmethoden

• H.52.1 Biomedizinische Messtechnik I: seminaristischer. Unterricht, Übung
• H.52.2 Praktikum Biomedizinische Messtechnik I: Praktikum

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Hauptmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• Kenntnisse in Mathematik, Physik, Grundlagen der Elektrotechnik

Modulinhalte

• Überblick über ausgewählte humanphysiologische Regelsysteme,
• Sensorik zur biomedizinischen Messtechnik I,
• Erfassung und Auswertung von nichtelektrischen Biosignalen,
• Analoge und digitale Signalanalyse I,
• Temperaturmesstechnik,
• Messung hämodynamischer Parameter,
• Pulmologische Funktionsdiagnostik,
• Optische Messtechnik,
• Atemgas-Messtechnik 
• Metabolisches Monitoring,
• Ultraschallmesstechnik, 
• Audiometrie,
• Praktische Laborarbeit mit biomedizinischen Messsystemen.

Lernergebnisse

Die Studierenden kennen wichtige biomedizinische Messverfahren, Sensoren und Messsysteme zur Datenaufnahme, Signalverarbeitung und Interpretation von nichtelektrischen physiologischen Systemparametern. Sie verstehen die Zusammenhänge zwischen physiologischer Funktion und Messtechnik.

Die Hörer vergleichen verschiedene biomedizinische Messsysteme und Messmethoden. Sie sind in der Lage, die Messmethoden quantitativ zu beurteilen und zu berechnen.

Die Teilnehmer lernen in Form praktischer Laborarbeit den Umgang mit biomedizinischen Messsystemen, und sie führen quantitative Auswertungen der Messdaten durch.

Literatur und weitere Lernangebote

• Deetjen P, Speckmann E.-J., Hescheler J. (Hrsg.), Physiologie, Urban & Fischer: München, Jena 2004
• Klinke R., Silbernagl S., Lehrbuch der Physiologie, Georg Thieme Verlag: Stuttgart, New York 2003
• Kramme R. (Hrsg.), Medizintechnik – Verfahren, Systeme, Informationsverarbeitung, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2011
• Wintermantel E., Ha S.-W., Medizintechnik: Life Science Engineering, Springer-Verlag: Heidelberg, Berlin 2009
• Husar P., Biosignalverarbeitung, Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg 2009
• Kullmann W.H., Biomedizinische Messtechnik und Sensorik, Skriptum zur Modulveranstaltung, aktuelle Ausgabe

Lehr- und Lernmethoden

seminaristischer Unterricht

Verwendbarkeit

Bachelor Elektrotechnik - Pflichtmodul

Studiensemester

3. Semester

Besondere Zulassungsvoraussetzungen (für Prüfung)

keine

Gewichtung der Note in der Gesamtnote

Faktor 5

Teilnahmevoraussetzungen (für Modul)

empfohlen:

• GET.1, GET.2, 
• MAT.1, MAT.2, 
• TI.1 
• TI.2

Modulinhalte

• Entstehung von Schall und dessen Ausbreitung 
• Physikalische Betrachtungen 
• Umwandlung von Schall in elektrische Signale und umgekehrt 
• Speichermöglichkeiten analog und digital 
• Anpassung und Veränderung von Schallereignissen
• Datenkomprimierung MP3 
• Kennenlernen und Programmieren eines Audio-DSPs 
• Psychoakustik und Grundlagen der menschlichen Sprache 
• Prädiktive Codierung
• Einfache Vocoder-Algorithmen zur Analyse und Synthese der menschlichen Sprache

Lernergebnisse

• Die Studierenden erfassen die Grundlagen der Audiotechnik und der Elektroakustik 
• Die Studierenden verstehen die Funktionsweise von Audio-Signalprozessoren und entwickeln selbständig einfache Programme für den DSP, sie differenzieren zwischen den Möglichkeiten und den Grenzen 
• Die Studierenden lernen grundlegende Algorithmen zur Analyse und Synthese digitalisierter Sprache.

Literatur und weitere Lernangebote

• Peter Zastrow, Phono Technik, Frankfurter Fachverlag
• ELRAD 1995, Heft 12 und alle folgenden bis 1997, Heft 2
• Digitale Sprachsignalverarbeitung, Vary, Heute, Hess, TeubnerVerlag