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Elektronische Schaltungs-, Mess- und Digitaltechnik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Elektronische Schaltungs-, Mess- und Digitaltechnik
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: BMT2404.ESM
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P213-0077, P213-0080
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4V+2U (6 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
6
Studiensemester: 4
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur (67%), Praktische Prüfung mit Ausarbeitung (6 Laborversuche, 33%)

[letzte Änderung 22.11.2018]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

BMT2404.ESM (P213-0077, P213-0080) Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2018 , 4. Semester, Pflichtfach
BMT3404.ESM Biomedizinische Technik, Bachelor, SO 01.10.2025 , 4. Semester, Pflichtfach

geeignet für Austauschstudenten mit learning agreement
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 90 Veranstaltungsstunden (= 67.5 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 6 Creditpoints 180 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 112.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Wenmin Qu
Dozent/innen:
Prof. Dr. Wenmin Qu


[letzte Änderung 17.07.2019]
Lernziele:
Die Studierenden können die Funktionen und die qualitativen Eigenschaften von Operationsverstärkern beschreiben und anhand der quantitativen Eigenschaften geeignete Typen auswählen.
Sie können grundlegende Operationsverstärkerschaltungen zur Aufbereitung analoger Messsignale (insbesondere auch elektronische Filter) entwerfen und geeignete Schaltungstypen für biomedizinische Anwendungen auswählen. Sie sind in der Lage, Aufbau und Funktion komplizierterer Schaltungen nachzuvollziehen.
Sie können unterschiedliche elektronische Realisierungen von Schaltungen der Digitaltechnik benennen und erläutern.
 
Die Studierenden können die genannten Schaltungen mit Mikrokontroller praktisch aufbauen und deren Eigenschaften messtechnisch überprüfen.

[letzte Änderung 08.07.2025]
Inhalt:
Operationsverstärker:
Aufbau und Eigenschaften bei Gleich- und Wechselspannungsaussteuerung. Betriebsspannung und Aussteuerbarkeit, Sonderbauformen (Transimpedanz- , Transkonduktanzverstärker..).  Grundschaltungen mit Operationsverstärkern, Gegenkopplungsprinzip, Frequenzgang, Verstärkungs-Bandbreiteprodukt, Kenndaten, Stabilität;  Lineare und nichtlineare Analogrechenschaltungen, Komparator-Schaltungen, Schmitt-Trigger, Multivibrator.
 
Operationsverstärker in den (biomedizinischen) Messschaltungen:
Impedanzwandler, Instrumentenverstärker, Ladungsverstärker, periphere Analogschaltungen mit Operationsverstärkern für biosensorische Signale, Schaltungsdimensionierung.
 
Kurzeinführung in die Technologien zur Herstellung der mikroelektronischen Bauelementen: Lithographie, Beschichten, Ätzen, Dotierung.
 
Filterschaltungen in der Messtechnik:
Grenzfrequenz, Hochpass, Tiefpass und Bandpass, RC-Glieder, aktive Filter mit Operationsverstärkern.
 
Sensoren in der Messtechnik:
Dehnungsmessstreifensensoren zur Druck- und Kraftmessung, Sensoren für Klima und Umwelt, piezoelektrische Sensoren, Ultraschallsensoren.
 
Grundlagen der Digitalelektronik:
Logische Grundfunktionen, nMOS, pMOS Transistoren als logische Schalter, CMOS-Gatter, Realisierung komplexer logischer Funktionen, Flip-Flop, Register, RAM, ROM, EPROM, Mikrocontroller.

[letzte Änderung 08.07.2025]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Beamer-Präsentation, Tafelberechnung der Übungen, Skript und Aufgabenblättern

[letzte Änderung 08.07.2025]
Literatur:
Hebestreit, Andreas: Aufgabensammlung Mess- und Sensortechnik, Hanser, ISBN 978-3-446-44266-5
Heinemann, Robert: PSPICE, Hanser, (akt. Aufl.)
Liepe, Jürgen: Schaltungen der Elektrotechnik und Elektronik - verstehen und lösen mit NI Multisim, Hanser, ISBN 978-3446450974
Oehme, Friedrich W.; Humer, Mario; Pfaff, Markus: Elektronik und Schaltungstechnik: Ein verständlicher Einstieg, Hanser, ISBN 978-3-446-42961-1
Parthier, Rainer: Messtechnik, Springer Vieweg, (akt. Auflage)
Probst, Uwe: Leistungselektronik für Bachelors, Hanser, 2011, 2. Aufl., ISBN 978-3-446-44428-7
Reinhold, Wolfgang: Elektronische Schaltungstechnik, Hanser, (akt. Aufl.)

[letzte Änderung 08.07.2025]
 
[Wed Jul 16 11:26:13 CEST 2025, CKEY=b3BMT2404.ESM, BKEY=bmt3, CID=BMT2404.ESM, LANGUAGE=de, DATE=16.07.2025]