Bauelemente und Schaltungen der Elektronik

In zahlreichen Anwendungen der technischen Physik und Mechatronik werden physikalische Zustandsgrößen der Umgebung durch Sensoren erfasst und nach einer Signalverarbeitung durch Aktoren wieder in die Umgebung eingeprägt. Hierzu werden die Zustandsgrößen oftmals in elektrische Größen umgeformt und durch Mikrocomputersysteme weiterverarbeitet.


Elektronische Systeme  bzw. elektronische Schaltungen basieren auf der Verknüpfung von elektronischen Bauelementen. Zum Grundlagenwissen eines Ingenieurs der technischen Physik und Mechatronik gehört daher das Wissen über:
 

  • Analoge Bauelemente und Schaltungen
  • Digitale Bauelemente und Schaltungen
  • Mikrocomputertechnik


Im Lehrgebiet "Elektronische Bauelemente und Schaltungen" werden vorwiegend Anwendungen der physikalischen Technik behandelt. In den Vorlesungen Analogtechnik, Digitaltechnik und Mikrocomputertechnik werden die Grundlagen zur Analyse und Synthese von entsprechenden Schaltungen vermittelt.
In weiterführenden Vorlesungen können Studenten darüber hinaus spezielle Themen der oben genannten Fächer vertiefen, zum Beispiel: Operationsverstärkertechnik, FPGA-Design, Interface-Technik, Baugruppen-Entwicklung, Embedded Systems oder industrielle Bildverarbeitung,

 

Analoge Schaltungen dienen zur Verarbeitung von elektrischen Signalen analoger Systeme.
Analoge Systeme dienen zur Abbildung von physikalischen Zustandsgrößen in geeignete elektrische Signale. Typische Zustandsgrößen  sind:
 

  • Temperatur
  • Lichtstärke
  • Masse
  • Länge
  • Stoffmenge
  • Stromstärke
  • Zeit


Digitale Schaltungen dienen der Verarbeitung von elektrischen binären Signalen. Binäre Signale zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Signale den Signalpegel "L" oder "H" (Low,High) annehmen.

 

Mikrocomputersysteme bestehen aus elektronischen und mechanischen Baugruppen (Hardware) auf welchen Steuer- und Rechenoperationen als Befehle  bzw. Programme (Software) sequenziell abgearbeitet werden.