Elektronik I und Elektronik II
Toru Matsuyama
1. Einleitung
- Motivation
- Elektronik/Elektrotechnik
- Information
- Nachricht
- Signal
- Klassifizierung der Bauelemente
- Zählpfeilsysteme
2. Grundlagen der Elektroinstallation
3. Praktischer Einstieg in die Mikrocontroller-Technik mit PICAXE-08M
4. Netzwerke mit passiven Bauelementen
- Lineare Bauelemente
- Kirchhoffsche Gleichungen
- Ersatzwiderstand
- Dreieck-Stern- und Stern-Dreieck-Umwandlungen
- Kreisstrom- und Knotenspannungsverfahren
5. Elektrische Quellen und Verbraucher
- Elektrische Quellen und Verbraucher
- Spannungs- und Stromquellen
- Satz von der Ersatzspannungsquelle und der Ersatzstromquelle
- Überlagerungssatz
- Anpassung
6. Netzwerke im stationären Betrieb
- Komplexe Darstellung der physikalischen Größen
- Impedanz und Admittanz
- Wirkleistung, Blindleistung und Scheinleistung
- Komplexe Kirchhoffsche Gleichungen
- Übertragungsfunktion
- Zeigerdiagramm
- Drehstrom
- Kompensation der Blindleistung
7. Hochpass und Tiefpass
- Bode-Diagramm
- Hochpass
- Tiefpass
- Bandpass
- Bandsperre
- Ortskurve
8. LC-Schwingkreise
- Serien-Schwingkreis
- Parallel-Schwingkreis
- Parallel-Schwingkreis mit Spulenverlust
- Kreisdiagramm
- Schwingquarz
9. Darstellung von Signalen und Systemen im Zeitbereich
- Signalformen
- Lineare zeitunabhängige Systeme (LTI-Systeme)
- Beschreibung von LTI-Systemen durch die Impulsantwort
- Faltung von Signalen
10. Eigenzustände von LTI-Systemen
- Beschreibung von LTI-Systemen mit linearen Differentialgleichungen
- Eigenfunktionen und Eigenwerte (Systemfunktionen von LTI-Systemen)
- Eigenproblem
11. Laplace-Transformation und LTI-Systeme
- Laplace-Transformation
- Anwendung der Laplace-Transformation auf LTI-Systeme
- Laplace-Transformationen fundamentaler Funktionen
- Pol-Nullstellen-Diagramm
12. Darstellung von Signalen und Systemen im Frequenzbereich
- Stationäre Signale
- Fourier-Transformation
- Anwendung der Fourier-Transformation auf LTI-Systeme
- Übertragungsfunktion
- Beispiele in der Akustik und der Optik
- Abtast-Theorem
13. Operationsverstärker
- Grundlagen
- Verstärkerschaltungen
- Weitere Grundschaltungen
- Einfluss des Frequenzgangs
- Reale Operationsverstärker
14. Rückkopplung und Stabilität
- Systeme mit Rückkopplung
- Rückgekoppelte LTI-Systeme im Zeit- und Frequenzbereich
- Stabilitätskriterien
- Nyquist-Diagramm
- Oszillatoren
15. Vierpole
- Vierpolmatrizen
- Kettenmatrix und Anwendungen der Kettenmatrix
- Transformator
- Filterketten
16. Leitungen
- Leitungs-, Wellen- und Telegrafengleichungen
- Wellenwiderstand
- Kettenmatrix der Leitung
- Reflexion am Leitungsende
- Anpassung
- Ersatzschaltung für die Wellenleitung
17. Nichtlineare Systeme
- Varistor (VDR)
- Heißleiter (NTC)
- Kaltleiter (PTC)
- Klirrfaktor
- Intermodulation
18. Übertragung analoger Signale
- Amplituden-, Frequenz- und Phasenmodulation
- Demodulation
- Sender und Empfänger
19. Grundlagen der Halbleiterphysik
- Periodensystem
- Kristallstruktur
- Bandstruktur
- Besetzung der Zustände im thermodynamischen Gleichgewicht
- Elektronen- und Löcherleitung
- Intrinsische und dotierte Halbleiter
- Entartete und nichtentartete Halbleiter
- Hall-Generator (Hall-Sensor)
- Feldplatte (MDR)
- Photowiderstand (LDR)
20. Dioden
- pn-Übergang
- Diode
- Gleichrichter
- Zener-Diode
- Kapazitätsdiode
- Tunneldiode
- Backwarddiode
- Schottky-Diode
- pin-Diode
- Gunn-Diode
- Lumineszenzdiode (LED)
- Anwendungen
21. Transistoren
- Bipolarer Transistor
- Sperrschicht-Transistor und MOS-Feldeffekttransistor
- pinch-off
- Diskrete und integrierte Schaltungen
- Ersatzschaltung
22. Schaltungen mit Transistoren
- Grundschaltungen (Emitter-, Kollektor- und Basisschaltung)
- Gegenkopplung
- Einstellung und Stabilisierung des Arbeitspunkts
- Weitere Grundschaltungen
- Spannungsverstärker
23. Leistungsverstärker
- Darlington-Schaltung
- Komplementärer Emitterfolger (Gegentaktverstärker)
- Betriebsarten (Klasse A, Klasse B, Klasse AB)
24. Stabilisierung von Strömen und Spannungen
- Einführung
- Stromregler
- Lineare Spannungsregler
- Getaktete Spannungsregler (Schaltnetzteile)
25. Rauschen in elektronischen Systemen
- Einführung
- Stochastische Signale im Zeit- und Frequenzbereich
- Stochastische Signale in LTI-Systemen
- Thermisches Rauschen und Schrotrauschen
- Verstärkerrauschen
- Rauschunterdrückung
- Lock-In-Verstärker
- Box-Car-Integrator und Signal-Averager
- Autokorrelator
26. Simulation von Analogschaltungen mit Computern
- Spice 3.5
- Netzwerkbeschreibung
- Netzwerkanalyse
- Modelle
- Beispiele
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