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Studienrichtung Elektrotechnik und Informationstechnik (BPT-MA-E)
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Seminar Design and Reliability of Integrated Circuits and Systems [SemEuZ] -
- Lecturer:
- Sebastian M. Sattler
- Details:
- Hauptseminar, graded certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Themenvergabe und Vorbesprechungstermin am Do., 29.10.2015 14:15 Uhr
- Dates:
- Thu, 14:15 - 15:45, SR 01.030
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-4
- Prerequisites / Organisational information:
- Anmeldung im Sekr. des LZS, Röthelheim-Campus, Paul-Gordan-Str. 5, Tel. 85-23100 oder mailto:lzs-sek@fau.de
Besuch von V+Ü Entwurf Integrierter Schaltungen I und/oder II
- Contents:
- Inhalt des Seminars sind wissenschaftlich und technologisch aktuelle Themen der Lehr- und Forschungsgebiete des LZS:
Alle Ebenen des Entwurfs Integrierter Schaltungen oder Systeme
Modellierung, Simulation und Test Integrierter Schaltungen
Algorithmen, Methoden und Werkzeuge für den rechnergestützten Entwurf
Anwendungen von Integrierten Schaltungen und Mikrosystemen
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Praktikum Hochspannungstechnik [PR HS] -
- Lecturers:
- Dieter Braisch, Assistenten
- Details:
- Praktikum, 3 cred.h, certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Anmeldung im Sekretariat des Lehrstuhls für Elektrische Energiesysteme, Cauerstr. 4, Haus 1
- Dates:
- from 7.3.2016 to 11.3.2016
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Es werden folgende Versuche durchgeführt:
Durchschlagfestigkeit von Isoliergasen
Gasentladung in Luft abhängig von der Elektrodengeometrie und -polarität
Messen hoher Spannungen mit Teilern
Kappenisolator
Teilentladungen
Polarisation und dielektrische Verluste
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Ausgewählte Kapitel der Schaltnetzteiltechnologie [AK SNT] -
- Lecturer:
- Thomas Dürbaum
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, Vorlesung und Übung finden gleichzeitig statt.
- Dates:
- Tue, 12:15 - 16:45, E 2.11
Vorlesung und Übung MÜSSEN als Block geplant werden.
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- bestandene Module Leistungselektronik und Schaltnetzteile
- Contents:
- In dieser Vorlesung werden die weiterführenden Konzepte der Schaltnetzteiltechnologie behandelt. Nach einer kurzen Wiederholung der Schaltverluste werden folgende Methoden zur Reduktion derselben beispielhaft erörtert:
Nicht dissipative Entlastungsnetzwerke
Schalterresonante Konverter (QRC-ZCS, QRC-ZVS)
Lastresonante Konverter (FHA, eFHA, SPA)
Vollbrücke mit Regelung mittels Phasenverschiebung
Konverter mit aktiver Klemmschaltung
PWM-Konverter mit resonanten Schaltübergängen
Die Übung vertieft die in der Vorlesung erarbeiteten Methoden an zusätzlichen Beispielen und demonstriert diese an praktischen Aufbauten. Lernziele:
Kenntnis der Methoden zur Schaltverlustleistungsreduktion
Fähigkeit, die Funktionsweise nicht dissipativer Entlastungsnetzwerke zu erarbeiten und diese zu dimensionieren
Kenntnis über resonante Topologien sowohl über die Familie der
Schalter- als auch der Lastresonanten Schaltungen
Fähigkeit zur Dimensionierung Schalterresonanter Konverter
Methodenkompetenz im Bereich Lastresonanter Konverter auf Basis verschiedener Designmethoden (FHA, eFHA, SPA)
Fähigkeit, weit verbreitete Konzepte zur Modifikation PWM-
geregelter Konverter zu verstehen und anzuwenden
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Equipment and components of electrical energy systems [BKE] -
- Lecturer:
- Matthias Luther
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Mon, 14:15 - 15:45, H6
single appointment on 14.10.2015, 16:15 - 17:45, H6
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Vorlesung 'Grundlagen der elektrischen Energieversorgung'
- Contents:
- Die Vorlesung beschäftigt sich mit den Betriebsmitteln und Komponenten elektrischer Energiesysteme. Zu Betriebsmitteln und Komponenten elektrischer Energiesysteme zählen beispielsweise Freileitungen, Kabel, Transformatoren, Generatoren, unterschiedliche Lasten, leistungselektronische Komponenten oder auch komplette Schaltanlagen.
In der Einführung wird auf die Strukturen elektrischer Energieversorgungsnetze, sowie die Grundlagen der Modellierung eingegangen. Im Hauptteil werden die Funktionsweisen der einzelnen Betriebsmittel und Komponenten erläutert, es werden die betreffenden Ersatzschaltungen hergeleitet und Verfahren zur Ermittlung der Kenndaten dargestellt. Abschließend wird auf die dimensionierenden Kriterien für die Bemessung und Auslegung von kompletten Anlagen, Komponenten und einzelnen Betriebsmitteln eingegangen.
Außerdem werden jeweils die aktuellen Entwicklungen und Trends vorgestellt.
- Recommended literature:
- Herold: Elektrische Energieversorgung II. Parameter elektrischer Stromkreise - Freileitungen und Kabel – Transformatoren, J. Schlembach Fachverlag, 2. Auflage, 2008 und 2010.
Oeding, Oswald: Elektrische Kraftwerke und Netze Springer-Verlag, 7. Auflage, 2011.
Schwab, A.: Elektroenergiesysteme, Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie Springer-Verlag, 2.Auflage 2009.
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Convex Optimization in Communications and Signal Processing [ConvOpt] -
- Lecturer:
- Wolfgang Gerstacker
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, ECTS: 5
- Dates:
- Mon, 14:15 - 15:45, E 1.12
Thu, 14:15 - 15:00, E 1.11
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Signals and Systems, Communications
- Contents:
- Convex optimization problems are a special class of mathematical problems which arise in a variety of practical applications. In this course we focus on the theory of convex optimization, corresponding algorithms, and applications in communications and signal processing (e.g. statistical estimation, allocation of resources in communications networks, and filter design). Special attention is paid to recognizing and formulating convex optimization problems and their efficient solution.
The course is based on the textbook "Convex Optimization" by Boyd and Vandenberghe and includes a tutorial in which many examples and exercises are discussed.
- Recommended literature:
- Boyd, Steven ; Vandenberghe, Lieven: Convex Optimization. Cambridge, UK : Cambridge University Press, 2004
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Elektrische Antriebstechnik II [EAM-EAT-II-V] -
- Lecturer:
- Bernhard Piepenbreier
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium, Zur Vorlesung gehört eine Exkursion.
- Dates:
- Wed, 8:15 - 9:45, A 2.16
Den genauen Terminplan erhalten Sie in der ersten Vorlesung
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Grundlagen der Elektrischen Antriebstechnik
Basics of Electrical Drives
- Contents:
- Elektrische Antriebstechnik II
Regelung drehzahlveränderbarer Antriebe (Übersicht)
Regelung der Gleichstrommaschine
U/f-Steuerung von Drehstromantrieben
Regelung von Drehstromantrieben: Feldorientierte Regelung mit Geber:
Asynchronmaschine, Permanenterregte Synchronmaschine mit Sinusstrom, Elektrisch erregte Synchronmaschine; Direktumrichter; Permanenterregte Synchronmaschine mit Blockstrom
Vergleich der Eigenschaften von Antrieben mit Pulsumrichter und Asynchronmaschine und elektr./perm. erregter Synchronmaschine, lagegeberlose Regelung, Digitale Feldbusse: Einleitung, Grundlegende Eigenschaften, Beispiele Electrical Drives (Part II)
Control of speed-adjustable drives (overview)
Closed-loop control for DC-drives
V/f-control for three-phase AC-drives
Closed-loop control for three-phase AC-drives: field-orientated closed-loop control with sensor: Asynchronous machine, Permanent-magnet synchronous machine with sinusoidal current, Synchronous machine with electrical excitation;
Permanent-magnet synchronous machine with square wave current
Comparison of inverter-fed drives with asynchronous machine, synchronous machine with electrical and permanent magnet excitation, sensorless control, Digital field busses: Introduction, Basic features, Examples Lernziel
Kenntnisse und Verständnis in der Regelung von Gleichstromantrieben, des Prinzips der feldorientierten Regelung mit Geber für Drehstromantriebe mit Beispielen und weiterer Regelungen für Drehstrommaschinen, Grundkenntnisse im Bereich der digitalen Feldbusse Knowledge and understanding about the closed-loop control of DC-drives, the principle of the field-orientated closed-loop control for three-phase AC drives with examples and additional closed-loop controls for three-phase AC drives, basic knowledge about digital field busses
- Recommended literature:
- Skript
script accompanying the lecture
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Elektrische Energieversorgung mit erneuerbaren Energiequellen [EEE] -
- Lecturers:
- Johann Jäger, Matthias Luther
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, Für diese Lehrveranstaltung ist eine vorherige Anmeldung im zugehörigen StudOn-Kurs erforderlich: http://www.studon.uni-erlangen.de/cat1028551.html
- Dates:
- Tue, 12:30 - 14:00, EE 0.135
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- GEEV. BKE, BVE, PEEV, SLT
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Small electrical machines [EAM-EKM-V] -
- Lecturer:
- Ingo Hahn
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Tue, 14:15 - 15:45, A 2.16
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Vorlesung: Elektrische Antriebstechnik I
Übung: Elektrische Antriebstechnik I
- Contents:
- Grundlagen: Definitionen, Kraft-/Drehmomenterzeugung, elektromechanische
Energiewandlung
Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten von: Universalmotor,
Glockenankermotor, PM-Synchronmaschine,
Spaltpolmotor, Kondensatormotor, geschaltete Reluktanzmaschine,
Schrittmotoren, Klauenpolmotor.
Basics: Definitions, force and torque production, electromagnetic energy
conversion
Construction, mode of operation and operating behaviour of: universal
motor,
bell-type armature motor, PM-synchronous machine,
split pole motor, condenser motor, switched reluctance machine, stepping
motors, claw pole motor Ziel
Die Studierenden erhalten einen Überblick über Elektrische
Kleinmaschinen,
deren Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten sowie
Anwendungsgebiete. The students will get an overview about small electrical machines, their
construction, mode of operation, operating behaviour and
applications.
- Recommended literature:
- Vorlesungsskript
Script accompanying the lecture
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Electric machines I [EAM-EM I-V] -
- Lecturer:
- Ingo Hahn
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Tue, 8:15 - 9:45, R4.15
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Elektrische Maschinen I
Einleitung
Gleichstrommotoren: Aufbau und Wirkungsweise, Spannung, Drehmoment und Leistung, Kommutierung und Wendepole, Ankerrückwirkung und Kompensationswicklung, Permanenterregte Gleichstrommaschine Schaltungen und BetriebsverhaltenDrehstrommotoren: Allgemeines zu Drehfeldmaschinen, Drehfeldtheorie,
Asynchronmaschine mit Schleifring- und Käfigläufer, Elektrisch erregte Synchronmaschine, Permanenterregte Synchronmaschine Electric machines I
Introduction DC-motors: Construction and operating principle, Voltage, torque and power,
Commutation and commutating poles, Armature reaction and compensation winding, Permanent-field DC-machine, Circuits and operational behaviour
Three-phase motors: General aspects to three-phase machines, Rotating field theory, Induction machine with slip ring rotor and squirrel cage rotor, Electrical excited synchronous machine, Permanent-field synchronous machine Lernziel
Die Kenntnisse und das Verständnis aus der Vorlesung „Grundlagen der elektrischen Antriebstechnik" sollen vertieft und erweitert werden im Bereich der Motoren. Bei den DC-Motoren steht die Erweiterung der Theorie auf dem Gebiet der Kommutierung und der Ankerrückwirkung im Vordergrund; bei den Drehstrommotoren der Einfluss der Oberfelder und -wellen auf das Betriebsverhalten. Knowledge and understanding from the lecture "basics of electrical drives” should be deepened and improved in the region of motors. The improvement of the theory in the field of commutation and armature reaction is in the foreground for the DC-machines; for the three-phase motors the influence of the harmonics on the operational behaviour.
- Recommended literature:
- Skript
Script accompanying the lecture
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Electromagnetic Fields II [EMF II] -
- Lecturer:
- Manfred Albach
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Tue, 10:15 - 11:45, H3 Egerlandstr.3
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Vektoranalysis, z.B. aus der Mathematik-VL im Grundstudium
- Contents:
- Diese Vorlesung befaßt sich mit der Lehre von den elektromagnetischen Feldern. Sie führt die für eine physikalische Beschreibung der Naturvorgänge notwendigen begrifflichen Grundlagen ein. Die mathematische Formulierung der Zusammenhänge bildet das Fundament für eine Anwendung der theoretischen Erkenntnisse auf die vielfältigen Probleme der Praxis. Zum Verständnis sind die Grundlagen der Vektoranalysis Voraussetzung.
Der inhaltliche Aufbau der Vorlesung orientiert sich an der induktiven Methode. Ausgehend von den Erfahrungssätzen für makroskopisch meßbare elektrische und magnetische Größen werden schrittweise die Maxwellschen Gleichungen abgeleitet. Im ersten Teil der Vorlesung werden zunächst die Elektrostatik, das stationäre Strömungsfeld sowie das stationäre Magnetfeld behandelt. Der zweite Vorlesungsteil beginnt mit einem Abschnitt über Lösungsverfahren (Spiegelung, Separation der Variablen). Dieses Kapitel nimmt insofern eine Sonderstellung ein, als es im wesentlichen um einfache mathematische Verfahren geht, die als Bindeglied zwischen theoretischer Erkenntnis und praktischer Umsetzung bei der Lösung technischer Probleme dienen. Im Anschluß daran wird der allgemeine Fall der zeitlich veränderlichen Felder mit Skineffekt- und Wellenerscheinungen behandelt. Inhaltsverzeichnis: Teil I 1. Vorbemerkungen 2. Elektrostatik
2.1 Grundlagen
2.2 Felder von Ladungsverteilungen
2.3 Darstellung von Feldern
2.4 Systeme aus mehreren Leitern, Teilkapazitäten
2.5 Isotropes inhomogenes Dielektrikum
2.6 Energiebetrachtungen
2.7 Kraftwirkungen
3. Das stationäre Strömungsfeld 4. Das stationäre Magnetfeld
4.1 Grundlagen
4.2 Felder von Stromverteilungen
4.3 Darstellung von Feldern
4.4 Energiebetrachtungen, Induktivitäten
4.5 Kraftwirkungen
Inhaltsverzeichnis: Teil II 5. Elementare Lösungsverfahren
6. Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld
7. Anhang
- Recommended literature:
- Skript zur Vorlesung
Formelsammlung
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Design of Integrated Circuits I [EIS I] -
- Lecturer:
- Sebastian M. Sattler
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Fri, 14:15 - 15:45, SR 01.030
Röthelheim-Campus, Paul-Gordan-Str. 5, LZS
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E ab 1
- Prerequisites / Organisational information:
- Erlaubte Hilfsmittel bei Prüfungen:
- Contents:
- Die Vorlesung führt in die Grundlagen des integrierten digitalen Schaltungsentwurfes auf Basis von CMOS ein. Ausgehend vom MOS Transistor wird die Complementäre Logik erklärt und auf gängige statische und dynamische Schaltelemente und Ihre Erweiterungen auf hochintegrierte Schaltungen bis 0.13µm eingegangen.
Digitaler IC Entwurf für Deep Submicron
MOS Transistor
Herstellung, Layout und Simulation
MOS Inverterschaltung
Statische CMOS Gatter-Schaltungen
Entwurf von Logik mit hoher Schaltrate
Transfer-Gatter und dynamische Logik
Entwurf von Speichern
Zusätzliche Themen des Speicherentwurfs
- Recommended literature:
- Literatur: D. A. Hodges, H. G. Jackson, R. A. Saleh, Analysis and Design of Digital Integrated Circuits, McGraw-Hill, 3rd Ed 2004
- Keywords:
- Entwurf, Mikroelektronik, integrierte Schaltung, IC, Transistor, CMOS, Layout, Simulation, Speicher, Leitung, Entwurfsautomatisierung
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Equalization and adaptive systems for digital communications [E AS DÜ] -
- Lecturer:
- Wolfgang Gerstacker
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 2,5
- Dates:
- Tue, 16:15 - 17:45, E 1.10
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Die Vorlesung wendet sich vor allem an Studenten der höheren Semester. Kenntnisse der Vorlesungen Systemtheorie und Digitale Signalverarbeitung, sowie entweder der Vorlesung
Nachrichtenübertragung oder Digitale Übertragung, sind für die Teilnahme hilfreich.
- Contents:
- Bei der digitalen Übertragung spielen Kanalverzerrungen aufgrund ständig steigender Datenraten eine immer grössere Rolle. Bei vielen Anwendungen müssen für eine zuverlässige Übertragung
komplexe Entzerrverfahren eingesetzt werden. Dies gilt sowohl für die leitungsgebundene als auch die drahtlose Kommunikation. Z.B. werden in der xDSL-Systemfamilie (Digital Subscriber Lines),
die eine schnelle digitale Übertragung über Ortsanschlussleitungen gewährleistet, oft entscheidungsrückgekoppelte Entzerrverfahren oder Vorcodierungsverfahren eingesetzt und beim
Mobilfunkstandard GSM und seiner Weiterentwicklung EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) Maximum-Likelihood-Sequenzschätzung bzw. zustandsreduzierte Entzerrung. Eng im
Zusammenhang mit der eigentlichen Entzerrung stehen Adaptionsverfahren, mit denen die Parameter des Entzerrers optimal an den Übertragungskanal angepasst werden können.
Lernziel:
Ziel der Vorlesung ist eine umfassende Darstellung gebräuchlicher Entzerrungs- und Adaptionsverfahren. Den Teilnehmern sollen fundierte Kenntnisse der verschiedenen Verfahren vermittelt
werden, die sie zu deren sinnvollem Einsatz in der Praxis befähigen.
- Recommended literature:
- Gerstacker, W.: Skriptum zur Vorlesung Entzerrung und adaptive Systeme in der digitalen Übertragung.
Huber, J.: Trelliscodierung, Springer Verlag, Berlin, 1992.
Benedetto, S., Biglieri, E.: Principles of Digital Transmission with Wireless Applications, Kluwer Academic Publishers, New York, 1999.Proakis, J. G.: Digital Communications. McGraw-Hill, New York, 3. ed., 1995.
Haykin, S.: Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 3. ed., 1996.
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Grundlagen der Elektrischen Antriebstechnik [EAM_GEA-V] -
- Lecturer:
- Bernhard Piepenbreier
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 3,5, für Anfänger geeignet
- Dates:
- Wed, 14:15 - 15:45, H7
Den genauen Terminplan erhalten Sie in der ersten Vorlesung.
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Die bestandene Prüfung im Fach "Grundlagen der Elektrotechnik I und II" ist Voraussetzung für die Teilnahme am Praktikum "Grundlagen der Elektrischen Antriebstechnik". Siehe Hinweis auf den Anschlagbrettern des Lehrstuhls und auf der Homepage.
- Contents:
- Grundlagen der Elektrischen Antriebstechnik
Einleitung; Grundlagen: Leistung und Wirkungsgrad, Physikalische Grundgesetze, InduktivitätenGleichstromantriebe: Gleichstrommotor, Konventionelle Drehzahlstellung Drehstromantriebe: Grundlagen und Drehfeld, Synchronmaschine, Asynchronmaschine, Konventionelle Drehzahlstellung Fundamentals of Electrical Drives Technology
Introduction; Basics: Power and efficiency, Physical basics, Inductances
DC-Drives: DC-motor, Traditional setting of speed Three-phase AC drives: Basics and rotating field, Synchronous machine,
Induction machine, Traditional setting of speed Lernziel
Kenntnisse und Verständnis der grundsätzlichen Funktionsweise elektrischer Maschinen, deren stationären Betrieb und die konventionelle (verlustbehaftete) und elektronische Drehzahlstellung Knowledge and understanding of the basic operating principles of electrical machines, their steady-state operation and traditional setting of speed
- Recommended literature:
- Skript zur Vorlesung
Script accompanying the lecture
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Power Converters in Electrical Power Systems [HSTR] -
- Lecturers:
- Gerhard Herold, N.N.
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Thu, time tbd, EE 0.135
Blockveranstaltung 22.02.-04.03.2016 mit Übung, Ablauf wird noch bekannt gegeben
from 22.2.2016 to 4.3.2016
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Grundlagen der elektrischen Energieversorgung
- Contents:
- In elektrischen Energieversorgungsnetzen aller Spannungsebenen werden immer häufiger leistungselektronische Anlagen und Betriebsmittel zur Versorgung von Abnehmern, zur Integration dezentraler Stromerzeuger (z. B. Windkraftanlagen), zur Kompensation von Blindleistungen, zum Leistungsaustausch zwischen zwei Netzen sowie zur Steuerung des Lastflusses eingesetzt. Sie üben eine starke Rückwirkung auf das Netz und seine Abnehmer durch Verzerrung der Ströme und Spannungen und damit verbundene Blindleistungen aus. Ihr Einsatz muss daher sorgfältig geplant werden. Grundlage dafür sind die stationären Betriebsvorgänge in Drehstromsystemen mit leistungselektronischen Betriebsmitteln (Stromrichtersysteme) und ihre charakteristischen Kenngrößen, deren analytische Berechnung gezeigt wird
Netzgeführte Stromrichter: Dreipulsige Elementarstromrichter - sechspulsige Stromrichter - zwölfpulsige Stromrichter - höherpulsige Stromrichter
Beschreibung von Stromrichtersystemen im Zustandsraum: Berechnung des stationären Betriebes als periodische Folge von Schaltvorgängen im Zustandsraum - Resonanz in sechspulsigen Stromrichtersystemen - stationärer Betrieb zwölfpulsiger Stromrichtersysteme
Netzgeführte Drehstromsteller: Gesteuerte Drehstromsteller - Einfluss des Nullsystems auf den Stellerbetrieb - dynamische Reihen- und Parallelkompensation - Resonanzen und ihre Vermeidung
Selbstgeführte Stromrichter: Grundschaltungen - Erzeugung der Ausgangsspannungen von Spannungsumrichtern - stationärer Betrieb im Drehstromnetz - vollständige Lastflusssteuerung - Resonanzen und ihre Vermeidung
- Recommended literature:
- Herold, G.: Elektrische Energieversorgung V. Stromrichter in Drehstromnetzen. Wilburgstetten: J. Schlembach Fachverlag, 2009
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High Voltage Engineering [HT] -
- Lecturer:
- Dieter Braisch
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, certificate, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Mon, 12:15 - 13:45, EE 0.135
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Die Vorlesung vermittelt einen Einblick in die physikalischen und technischen Grundlagen der Hochspannungstechnik. Darüber hinaus soll die Fähigkeit vermittelt werden, die sich aus der Spannungsbelastung der Betriebsmittel ergebende elektrische Beanspruchung der Isolierstoffe, qualitativ zu bewerten und quantitativ zu ermitteln. Hierzu werden die physikalischen Vorgänge beim Durchschlag in gasförmigen, flüssigen und festen Isolierstoffen näher betrachtet und es werden analytische und numerische Berechnungsverfahren vermittelt, mit deren Hilfe Grundlagen zur Konstruktion und Wahl der Isolierstoffe abgeleitet werden können. Abschließend werden Verfahren zur Hochspannungserzeugung und die Hochspannungsmess- und Prüftechnik vorgestellt.
- Recommended literature:
- Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt.
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Leistungselektronik [EAM-LE-V] -
- Lecturers:
- Bernhard Piepenbreier, Manfred Albach
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium, Den genauen Terminplan erhalten Sie in der ersten Vorlesung. Die erste Vorlesung für Teil II (Prof. Piepenbreier) findet am 30.11.2015 im Raum H11 statt.
- Dates:
- Mon, 16:15 - 17:45, H11
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Die Vorlesung Leistungselektronik wird etwa zu gleichen Teilen vom Lehrstuhl für Elektromagnetische Felder (EMF) und dem Lehrstuhl für Elektrische Antriebe und Maschinen (EAM) durchgeführt. Die Zuordnung ist aus dem nachstehenden Inhaltsverzeichnis ersichtlich.
This lecture is given partly by the chair of electromagnetic fields (EMF) and partly by the chair of electrical drives (EAM).
- Contents:
- Leistungselektronik
Einleitung (EMF): Anwendungsbereiche für leistungselektronische Schaltungen, Zielsetzung bei der Optimierung der Schaltungen
DC/DC-Schaltungen (EMF): Grundlegende Schaltungen für die Gleichspannungswandlung, Funktionsweise, Pulsweitenmodulation, Dimensionierung, Einfluss der galvanischen Trennung zwischen Ein- und Ausgang
AC/DC-Schaltungen (EMF): Energieübertragung aus dem 230V-Netz, unterschiedliche Schaltungsprinzipien, Einfluss einer Energiezwischenspeicherung, Netzstromverformung
MOSFET-Schalter (EMF): Kennlinien, Schaltverhalten, Sicherer Arbeitsbereich, Grenzwerte und Schutzmaßnahmen
Dioden (EMF): Schaltverhalten der Leistungsdioden, Verlustmechanismen
Induktive Komponenten (EMF): Ferritkerne und –materialien, Dimensionierungsvorschriften, nichtlineare Eigenschaften, Kernverluste, Wicklungsverluste
Pulsumrichter AC/AC (EAM): Übersicht, Blockschaltbild, netzseitige Stromrichter, lastseitiger Pulswechselrichter, Sinus-Dreieck- und Raumzeigermodulation, U/f-Steuerung für einen Antrieb, Dreipunktwechselrichter
IGBT, Diode und Elko (EAM): IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) und Diode: Durchlass- und Schaltverhalten, Kurzschluss, Ansteuerung, Schutz, niederinduktive Verschienung, Entwärmung; Elko: Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren, Brauchbarkeitsdauer, Impedanz
Unterbrechungsfreie Stromversorgung (UPS) (EAM): Zweck, Topologien: Offline, Line-interactive, On-line; Komponenten, Batterien, Anwendungen
Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) (EAM): Motivation, Blockschaltbild, Funktion, sechs- und zwölfpulsig, AufbauPower Electronics
Introduction (EMF): Overview and applications of power electronic circuits
DC/DC-Circuits (EMF): Basic circuits for the voltage conversion, pulse width modulation, circuit design, influence of the galvanic isolation between input and output
AC/DC-Circuits (EMF): Power transfer from the 230V-mains, various circuit principles, influence of 50Hz energy storage, mains current harmonics
MOSFET-Switches (EMF): data sheets, switching behaviour, safe operating area, limits and protection measures
Diodes (EMF): switching behaviour of power diodes, loss mechanisms
Inductive Components (EMF): Ferrite cores and materials, inductor design, non linear behaviour, core losses, winding losses
Pulse-controlled converters (EAM): Overview, block diagram, line-side converter, load-side inverter, sinus-triangular and space vector modulation, V/f-open loop control, three-step inverter
IGBT, Diode and electrolytic capacitor (EAM): IGBT: (Insulated Gate Bipolar Transistor) and Diode: conducting and switching characteristics, short circuit, control, protection, low inductance conductor bars, cooling; electrolytic capacitor: useful life, impedance
Uninterruptible Power Supply (EAM): Purpose, topologies: Offline, Line-interactive, On-line; components, batteries, applications
High voltage DC power transmission (EAM): motivation, block diagram, six- and twelve-pulse, arrangement Lernziel
In der Vorlesung werden die Grundlagen zum Verständnis der Spannungswandlerschaltungen gelegt. Dies betrifft sowohl die Funktionsweise der Schaltungen, die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Schaltungsprinzipien als auch die Besonderheiten der wesentlichen Komponenten wie Halbleiterschalter und induktive Bauteile. Das Verständnis wird durch zwei Anwendungen vertieft. This lecture provides the basic understanding of switch mode power supplies: the operation of the circuits, the advantages and disadvantages of various circuit principles and the special features of the key components like semiconductor switches and inductive components. The understanding is extended with two examples.
- Recommended literature:
- Skripte
Scripts accompanying the lecture
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Leistungselektronik in Drehstromnetzen: HGÜ und FACTS [LED] -
- Lecturer:
- Dietmar Retzmann
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, Anmeldung zur Vorlesung über StudOn
- Dates:
- block seminar 11.1.2016-13.1.2016 Mon, Tue, Wed, 9:00 - 17:00, room tbd
single appointment on 15.1.2016, 13:00 - 17:00, room tbd
Ort der Veranstaltung "Auf AEG", Raum 33.3.04 (Raumänderung vorbehalten)
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Vorlesung 'Grundlagen der elektrischen Energieversorgung'
- Contents:
- Einführung: Sicherheit und Nachhaltigkeit der Energieversorgung
Trends in der Gleich- und Wechselstromübertragung, EHV & UHV
Übertragungslösungen mit HGÜ und FACTS
Grundlagen der FACTS – Flexible AC Transmission Systems
Grundlagen der HGÜ – Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung
VSCs zur Übertragung und Special Grids – Grundlagen & Anwendungen
Leistungselektronik zur Verteilung und in industriellen Systemen
Effizienz der elektrischen Energieversorgung
Projekte, Studien und Anwendungen
Neue Trends bei VSCs, Antrieben, GIS/HIS, GIL, Speicherung, H2 & HTSC
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Semiconductor Power Devices -
- Lecturer:
- Tobias Erlbacher
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 5
- Dates:
- Thu, 16:00 - 17:30, 0.111
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Recommended literature:
- Fundamentals of Power Semiconductor Devices, B. J. Baliga, Springer, New York, 2008 ISBN: 978-0-387-47313-0
Halbleiter-Leistungsbauelemente, Josef Lutz, Springer, Berlin, 2006 ISBN: 978-3-540-34206-9
Leistungselektronische Bauelemente für elektrische Antriebe, Dierk Schröder, Berlin, Springer, 2006 ISBN: 978-3-540-28728-5
Physics and Technology of Semiconductor Devices, A. S. Grove, Wiley, 1967, ISBN: 978-0-471-32998-5
Power Microelectronics - Device and Process Technologies, Y.C. Liang und G.S. Samudra, World Scientific, Singapore, 2009 ISBN: 981-279-100-0
Power Semiconductors, S. Linder, EFPL Press, 2006, ISBN: 978-0-824-72569-3
V. Benda, J. Gowar, D. A. Grant, Power Semiconductor Devices, Wiley, 1999
- Keywords:
- Leistungsbauelemente Halbleiter
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Multivariable State Feedback Control [MZR] -
- Lecturer:
- Joachim Deutscher
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, Vorlesungsskript
- Dates:
- Thu, 8:30 - 10:00, R4.11
Beginn der Vorlesung: Do, 15.10.2015
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Vorlesung "Regelungstechnik A" oder "Einführung in die Regelungstechnik" und "Regelungstechnik B".
Findet nur im Wintersemester statt.
Erlaubte Hilfsmittel bei Prüfungen: Vorlesungsskript, eigene Zusammenfassung; kein Taschenrechner
- Contents:
- Inhalt dieser Vorlesung sind Verfahren zum Entwurf von Zustandsregelungen mit mehreren Freiheitsgraden für lineare Systeme. Dies umfasst sowohl die Bestimmung einer Steuerung zur Einstellung des Sollverhaltens als auch den Ausgangsreglerentwurf zur Festlegung des Störverhaltens. Die vorgestellten Methoden werden für Mehrgrößensysteme formuliert, um einen Einblick in die bei solchen Systemen auftretenden Regelungsprobleme zu erhalten. Vorlesungsbegleitend wird die Anwendung der theoretischen Verfahren jeweils anhand einfacher technischer Beispielsysteme verdeutlicht.
• Inhaltsübersicht: 1. Stabilisierung linearer Systeme im Zustandsraum
Zustandsstabilität, Kriterien für Stabilisierbarkeit und parametrische Lösung des Eigenwertvorgabeproblems 2. Einstellung des Führungsverhaltens durch asymptotisches Folgen
Modellgestützte Vorsteuerung und deren Entwurf mittels Eigenwertvorgabe in Verbindung mit einer Ein-/Ausgangsentkopplung des Führungsverhaltens 3. Vorsteuerung des Störverhaltens
Modellgestützte Vorsteuerung und Störgrößenaufschaltung 4. Einstellung des Führungsverhaltens durch exaktes Folgen
Ausgangsfolge und Arbeitspunktwechsel mittels flachheitsbasiertem Steuerungsentwurf 5. Festlegung des Störverhaltens durch Ausgangsfolgeregler
Drei-Freiheitsgrade-Regelung, Stabilisierung der Folgefehlerdynamik, robuste
asymptotische Störkompensation, Vermeidung von Regler-Windup und Störbeobachter
- Recommended literature:
- Hippe, P. und Wurmthaler, Ch.: Zustandsregelung. Berlin: Springer-Verlag, 1985.
Roppenecker, G.: Zeitbereichsentwurf linearer Regelungen. München: Oldenbourg Verlag, 1990.
Föllinger, O.: Regelungstechnik. Berlin: VDE Verlag, 2013.
Hippe, P. und Deutscher, J.: Design of observer-based compensators - from the time to the frequency domain. Berlin: Springer-Verlag, 2009.
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Modelling of Dynamics for Control System Design [MRT] -
- Lecturer:
- Thomas Moor
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Thu, 16:15 - 17:45, R4.15
Beginn der Vorlesung: Do, 15.10.2015
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Findet nur im Wintersemester statt
- Contents:
- Gewöhnliche Differentialgleichungen als mathematisches Modell technischer Prozesse
Zustandsraumdarstellung, Linearisierung, Übertragungsfunktionen
Regelungstechnische Modelle mechanischer Systeme
Regelungstechnische Modelle chemischer Prozesse
Numerische Verfahren zur Simulation
- Recommended literature:
- Woods, R.L., Lawrence, K.L.: Modelling and Simulation of Dynamic Systems, Prentice Hall, 1997
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Numerical field calculation [NumFber] -
- Lecturer:
- Hans Roßmanith
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Thu, 12:15 - 13:45, E 2.11
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Numerische Feldberechnung
In dieser Vorlesung sollen die Grundlagen für die Berechnung elektromagnetischer Felder am Computer gelegt werden.
Auf der Grundlage der Maxwellschen Theorie werden die zugrundeliegenden Differentialgleichungen und die möglichen Randbedingungen behandelt, die das gestellte Problem eindeutig charakterisieren.
Die einzelnen Module eines Programmpakets werden in gesonderten Lehreinheiten behandelt:
Präprozessor: Modellbildung, Geometrievereinfachung, Ausnutzen von Symmetrien
Diskretisierung: Von den diversen Verfahren werden lediglich das Verfahren der Finiten Elemente (als Grundlage von COMSOL Multiphysics) und die PEEC-Methode (die ein Feldproblem auf ein elektrisches Netzwerkproblem zurückführt) näher erläutert.
Solver: Auswahl des geeigneten Algorithmus; direkte und indirekte Solver
Postprozessor: Kraft-, Induktivitäts-, Kapazitätsberechnung; Feldlinien
Am Beispiel von COMSOL Multiphysics werden auch weitergehende Themen behandelt:
Kopplung elektrisch-thermisch-mechanisch; eigene Routinen mit Hilfe von MATLAB; Nebenbedingungen.
In einer abschließenden Lehreinheit werden die Anwendung und die Besonderheiten des weit verbreiteten Programmpakets „CST Microwave Studio" erläutert.
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Control of Distributed-Parameter Systems [RSVP] -
- Lecturer:
- Joachim Deutscher
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, nur Fachstudium, Vorlesungsskript
- Dates:
- Wed, 10:15 - 12:45, R4.11
Beginn der Vorlesung: Mi, 14.10.2015
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Vorlesungen "Regelungstechnik A" und "Regelungstechnik B"
Findet nur im Wintersemester statt.
Erlaubte Hilfsmittel bei Prüfung: Vorlesungsskript + eigene Zusammenfassung + Taschenrechner
- Contents:
- Verteilt-parametrische Systeme treten bei der Modellierung von Transport- und Ausgleichsvorgängen sowie von Wellenausbreitungen auf. Da bei diesen Vorgängen neben der Zeitabhängigkeit auch die Ortsabhängigkeit der den Prozess beschreibenden Größen eine Rolle spielt, führt die mathematische Modellbildung auf partielle Differentialgleichungen. Anwendungsbeispiele hierfür sind thermische Prozesse in der Stahlindustrie, die Stabilisierung von Reaktoren in der Verfahrenstechnik oder die aktive Schwingungsbedämpfung von Leichtbaustrukturen.
In dieser Vorlesung werden zunächst die Zustandsraummethoden zum Regelungsentwurf aus den Grundlagenvorlesungen auf verteilt-parametrische Systeme mit verteiltem Eingriff verallgemeinert. Dies ermöglicht es, Regelungsverfahren für solche Systeme anhand bekannter Vorgehensweisen zu erlernen und zu vertiefen. Anschließend wird für verteilt-parametrische Systeme mit Randeingriff die Backstepping-Methodik betrachtet. Für beide Systemklassen erfolgt in der Vorlesung die Behandlung des Entwurfs von Zwei-Freiheitsgrade-Regelungen. Dies umfasst sowohl die Bestimmung einer Steuerung zur Einstellung des Führungsverhaltens als auch den Ausgangsreglerentwurf zur Festlegung des Störverhaltens.
Vorlesungsbegleitend wird die Anwendung der theoretischen Verfahren jeweils anhand einfacher technischer Beispielsysteme verdeutlicht.• Inhaltsübersicht: 1. Modellbildung verteilt-parametrischer Systeme
Aufstellung von PDglen, Anfangs- und Randbedingungen, Klassifikation von PDglen 2. Analyse verteilt-parametrischer Systeme im Zustandsraum
Abstrakte Zustandsdarstellung, Lösung der Zustandsglen, modale Approximation, exponentielle Stabilität, Beschreibung durch Übertragungsmatrizen 3. Stabilisierung verteilt-parametrischer Systeme im Zustandsraum
Kriterien für Stabilisierbarkeit, modaler und backstepping-basierter Entwurf von Zustandsrückführungen 4. Entwurf von Vorsteuerungen
Modellgestützte Vorsteuerung und flachheitsbasierter Arbeitspunktwechsel 5. Entwurf von Ausgangsfolgereglern
Modaler Early- und Late-lumping-Entwurf, Backstepping-Entwurf, robuste asymptotische Störkompensation
- Recommended literature:
- Deutscher, J.: Zustandsregelung verteilt-parametrischer Systeme. Berlin: Springer-Verlag, 2012.
Franke, D.: Systeme mit verteilten Parametern. Berlin: Springer-Verlag, 1987.
Krstic, M. und Smyshlyaev, A.: Boundary control of PDEs. Philadelphia: SIAM, 2008. Curtain, R. und Zwart, H.: An introduction to infinite-dimensional linear systems theory. New York: Springer-Verlag, 1995.
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Control System Design B (State Space Methods) [RT B] -
- Lecturer:
- Günter Roppenecker
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h
- Dates:
- Fri, 10:15 - 11:45, H2 Egerlandstr.3
Beginn der Vorlesung: Fr, 16.10.2015
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Kenntnis der Systemtheorie linearer Systeme und Grundlagen der Regelungstechnik werden vorausgesetzt, wobei die Grundlagenvorlesung Regelungstechnik A parallel zu Regelungstechnik B gehört werden kann.
Findet nur im Wintersemester statt.
- Contents:
- Motivation der Vorlesung
Zustandsraumdarstellung dynamischer Eingrößenstrecken und deren Vereinfachung durch Linearisierung
Analyse linearer und zeitinvarianter Zustandssysteme: Stabilität / Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit / Zusammenhänge mit dem System-Ein/Ausgangsverhalten
Entwurf der Steuer- und Regeleinrichtung: Einstellung des Sollverhaltens durch Steuerung / Bekämpfung der Störeinwirkung durch Regelung / Resultierende Entwurfsaufgabe und deren Lösung mittels Eigenwertvorgabe / Realisierung der Zustandsregelung mittels Beobachter
Erweiterung der Grundstruktur zur Bekämpfung von Dauerstörungen: Störgrößenaufschaltung und Störgrößenbeobachtung
Entwurf beobachter-basierter Zustandsregelungen im Frequenzbereich.
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Global Navigation Satellite Systems [SatNav-V] -
- Lecturer:
- Jörn Thielecke
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, graded certificate, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Wed, 8:15 - 9:45, 0.154-115
Thu, 10:15 - 11:45, 0.154-115
Donnerstags Vorlesung und Übung im 14-tägigen Wechsel
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Keine formalen Voraussetzungen, grundlegende Kenntnisse erforderlich in: linearer Algebra, Signal- & System¬theorie, Wahrscheinlichkeitstheorie.
- Contents:
- Lernziele und Kompetenzen:
1. Eine Übersicht über die Möglichkeiten von GPS und Galileo soll Ihre Beurteilungsfähigkeit für neue Anwendungen schärfen.
2. Durch vertiefte Kenntnisse der Grundlagen, Funktionsweise und Fehlerquellen sollen Sie die gelösten Herausforderungen und die Grenzen von GPS und Galileo einschätzen lernen.
3.Sie sollen ein nachrichtentechnisches Verständnis für die Funktionsweise eines GPS-Empfängers erlangen. Hinweis:
1. Mehrere Übungsstunden werden rechnergestützt (MATLAB) sein, um den Vorlesungsstoff durch eigene praktische Erfahrung zu vertiefen.
2. Eine Laborbesichtigung beim Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS soll Ihnen Einblick in die einschlägigen Arbeiten zu GPS und Galileo geben. Inhalte: 1. Überblick: Signale und Systeme
Einführung
GPS – Global Positioning System
Galileo
Satellitenergänzungssysteme: EGNOS, WAAS, LAAS
Mathematische Grundlagen: Navigationssignale, Gold Codes, Cramer-Rao-Schranke für Laufzeitmessungen
2. Grundlagen und Funktiosweise der Satellitenortung
Koordinatensysteme, Zeitsysteme und Orbits
Ausbreitungsbedingungen und Fehlerquellen
Positions-, Geschwindigkeits- und Zeitschätzung
Hochgenaue Positionsschätzung mittels Trägerphase
3. GNSS Empfänger
- Recommended literature:
- 1. Pratap Misra, Per Enge, „Global Positioning System", Ganga-Jamuna Press, 2001
2. E.D. Kaplan, C.J. Hegarty, „Understanding GPS – Principles and Applications"Artech House, 2. Auflage, 2006
3. Werner Mansfeld, "Satellitenortung und Navigation”, Vieweg, 2004
- Keywords:
- Satelliten, Ortsbestimmung, Satellitengestützte Ortsbestimmung
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Exercises to Global Navigation Satellite Systems [SatNav-Ü] -
- Lecturers:
- Lucila Patino-Studencki, Jörn Thielecke
- Details:
- Übung, 1 cred.h
- Dates:
- single appointment on 28.10.2015, 8:00 - 10:00, P1 LIKE
single appointment on 29.10.2015, 10:00 - 12:00, P1 LIKE
single appointment on 4.11.2015, 8:00 - 10:00, P1 LIKE
single appointment on 5.11.2015, 10:00 - 12:00, P1 LIKE
single appointment on 16.12.2015, 8:00 - 10:00, P1 LIKE
single appointment on 17.12.2015, 10:00 - 12:00, P1 LIKE
single appointment on 27.1.2016, 8:00 - 10:00, P1 LIKE
single appointment on 28.1.2016, 10:00 - 12:00, P1 LIKE
single appointment on 3.2.2016, 8:00 - 10:00, P1 LIKE
single appointment on 4.2.2016, 10:00 - 12:00, P1 LIKE
Donnerstags Vorlesung und Übung im 14-tägigen Wechsel
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Termine für Rechnerübungen (alle im Raum LIKE P1):
Mi. 28.10., 8-10 Uhr und Do. 29.10., 10-12 Uhr
Mi. 04.11., 8-10 Uhr und Do. 05.11., 10-12 Uhr
Mi. 16.12., 8-10 Uhr und Do. 17.12., 10-12 Uhr
Mi. 27.01., 8-10 Uhr und Do. 28.01., 10-12 Uhr
Mi. 03.02., 8-10 Uhr und Do. 04.02., 10-12 Uhr
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Technology of Integrated Circuits -
- Lecturer:
- Lothar Frey
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, benoteter Schein möglich
- Dates:
- Tue, 16:00 - 18:15, Hans-Georg-Waeber-Saal
single appointment on 3.11.2015, single appointment on 17.11.2015, 16:00 - 18:30, H6
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Thema der Vorlesung sind die wesentlichen Technologieschritte zur Herstellung elektronischer Halbleiterbauelemente
und integrierter Schaltungen. Der erste Teil der Vorlesung beginnt mit der Herstellung von einkristallinen Siliciumkristallen. Anschließend werden die
physikalischen Grundlagen der Oxidation, der Dotierungsverfahren Diffusion und Ionenimplantation sowie der
chemischen Gasphasenabscheidung von dünnen Schichten behandelt. Ergänzend dazu werden Ausschnitte aus
Prozessabläufen, wie sie heute bei der Herstellung von hochintegrierten Schaltungen wie Mikroprozessoren oder
Speicher verwendet werden, dargestellt und anhand von Bauelementen (Kondensator, Diode und Transistor) wichtige
Prozessparameter und Bauelementeeigenschaften erläutert.
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Reliability and Failure Analysis of Integrated Circuits -
- Lecturer:
- Peter Pichler
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 4
- Dates:
- Wed, 16:15 - 17:45, 0.111
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Wirtschaftlicher Erfolg beim Einsatz elektronischer Bauelemente hängt unter anderem von deren Lebensdauer ab. Zu geringe Lebensdaueren führen zu überproportionalen Garantieleistungen und Ansehensverlusten der Marke, zu hohe Lebensdauern deuten auf zu hohe Produktionskosten oder zu hohe Sicherheitsreserven hin. Neben einer Einführung in die mathematische Beschreibung von Zuverlässigeitsbetrachtungen bietet die Vorlesung eine Diskussion der relevanten Ausfallmechanismen von elektronischen Bauelementen und eine Übersicht über die Fehleranalyse an ausgefallenen Bauelementen.
- Keywords:
- Zuverlässigkeit, Fehleranalyse, Integrierte Schaltungen, Ausfallmechanismen, Messverfahren zur Qualitätssicherung
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Synchronization for communication systems [SYNC] -
- Lecturer:
- Wolfgang Koch
- Details:
- Vorlesung mit Übung, 3 cred.h, graded certificate, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Mon, 10:15 - 11:45, E 1.12
Wed, 12:15 - 13:00, E 1.12
single appointment on 23.11.2015, 10:15 - 11:45, E 1.11
Termin kann auf Wunsch geändert werden
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Systemtheorie und Signaltheorie (insbesondere Laplace- und Fourier-Transformation), digitale lineare Modulationsverfahren (PSK, QAM) und deren Pulsformen, Wahrscheinlichkeitstheorie, Grundlagen stochastischer Prozesse, insbesondere Gauss-Prozesse. Diese Kenntnisse werden in den Vorlesungen "Nachrichtentechnische Systeme",
"Signale und Systeme I und II" und "Stochastische Prozesse" vermittelt.
- Contents:
- Die Lehrveranstaltung behandelt Fragen der Empfängersynchronisation einer digitalen Übertragungsstrecke. Ziel der Empfängersynchronisation ist es, Signalparameter zu gewinnen, die für eine Rückgewinnung der digitalen Information aus dem analogen Empfangssignal notwendig sind. Die wesentlichen Parameter sind
In der Lehrveranstaltung werden zunächst die Prinzipien des Phasenregelkreises (PLL) zur Frequenz- und Phasensynchronisation vorgestellt und deren theoretische Hintergründe erläutert. Der größte Teil der Vorlesung wird anschließend den modernen Verfahren der Schätzung von Frequenz und Phase gewidmet, die mittels digitaler Signalverarbeitung implementiert werden können. Auf der Basis des Maximum Likelihood Ansatzes werden optimale Schätzverfahren hergeleitet. Wenngleich die daraus resultierenden Verfahren zu komplex für eine Realisierung sind, ist ihre Betrachtung aus zwei Gründen lohnenswert:
Es lassen sich implementierungsgünstige suboptimale
Varianten ableiten.
Es lassen sich Schranken für die erreichbare Schätzgenauigkeit unter gegebenen Störverhältnissen angeben. Diese dienen als absoluter Bewertungsmaßstab für alle suboptimalen Verfahren.
Zum Abschluss der Vorlesung werden zwei konkrete Beispiele aus der Praxis behandelt: Die Empfängersynchronisation (inklusive Kanalschätzung) in einem Mobilfunkempfänger nach dem GSM-Standard und die Anfangsphasensynchronisation bei DVB-T oder dem aktuellen WLAN-Standard nach IEEE 802.11a/g.
- Recommended literature:
- Skriptum zur Vorlesung
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Fundamentals of Mobile Communications [FuMoCo] -
- Lecturer:
- Ralf Müller
- Details:
- Vorlesung mit Übung, 3 cred.h, graded certificate, ECTS: 5
- Dates:
- Wed, 10:15 - 11:45, R4.15
Thu, 14:15 - 15:45, R4.15
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Theory of linear systems and signals (in particular Fourier transform), basics of digital (linear) modulation schemes (PSK, QAM) and corresponding pulse shapes (square-root cosine pulses), probability theory, basics of stochastic processes, in particular Gaussian processes. These topics are presented in the lectures "Communications" and "Signals and Systems".
- Contents:
- Learning target: To acquire theoretical and practical understanding of the physical layer of wireless communication systems with mobile users. Ability to design and assess transmission concepts for mobile communication systems.
Content: First, a survey of concepts of various mobile communication systems is given. The systems are classified according to different criteria. In the following, the principles of mobile communications are discussed, which are applicable to any wireless communication system. In particular, these are the mathematical description of time-variant radio channels using stochastic processes, diversity principles in order to combat fast fading, multiplexing schemes, duplexing schemes, modulation (e.g. Gaussian minimum-shift keying, GMSK), and channel coding with special consideration of the need for interleaving. Especially, the interaction of channel coding, interleaving and slow frequency hopping as applied in GSM as countermeasure against fast fading is analyzed. Receiver algorithms for channels with intersymbol interference are briefly addressed. The cellular concept of large systems like GSM and UMTS is introduced.
- Recommended literature:
- Müller, R. & Koch, W.: Lecture script Fundamentals of Mobile Communications
For further reading:
[1] K.-D. Kammeyer: Nachrichtenübertragung, Vieweg+Teubner, 5. Auflage, 2011
[2] J.G. Proakis: Digital Communications, McGraw-Hill, 4th edition, 2001
[3] W.C. Jakes: Microwave Mobile Communications, Wiley-IEEE Press, 2nd rev. edition, 1994
[4] R. Vaughan and J. Bach Andersen: Channel, Propagation and Antennas for Mobile Communications, IEE, London, UK, 2003
[5] M. Mouly and M.-B. Paulet: The GSM System for Mobile Communications, Cell & SYS, France, 1992
[6] H. Holma and A. Toskala: WCDMA for UMTS: Radio Access for third generation mobile communications, Wiley, revised edition, 2001
[7] E. Dahlmann, S. Parkvall, J. Sköld, and P. Beming: 3G Evolution - HSPA and LTE for Mobile Broadband, 2nd edition, Elsevier, 2008
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Hardware Description Language VHDL [VHDL] -
- Lecturers:
- Jürgen Frickel, Robért Glein
- Details:
- Vorlesung mit Übung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Kurs mit integrierter Rechnerübung
- Dates:
- Wed, 10:15 - 11:45, S1 LIKE, P1 LIKE
LIKE, Am Wolfsmantel 33, Tennenlohe (3. OG im FhG-IIS-Gebäude)
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Vorlesung und betreute Rechner-Übung (V:Ü ca. 2:1) über die Syntax und die Anwendung der Hardware-Beschreibungssprache VHDL
(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) nach dem Sprachstandard IEEE 1076-1987 und 1076-1993.
Vorlesung:
Konzepte und Konstrukte der "Hardware"-Sprache VHDL
Beschreibung auf Verhaltensebene und RTL-Ebene (Register-Transfer-Level)
Komplettes Kursmaterial ist englisch-sprachig, Vorlesung in deutsch
Vorlesung mit integrierten Übungen am Rechner
Übungen mit Tools und Hardware:
Übungs-Betreuung in deutsch oder englisch
Verwendung professioneller Software-Tools (Xilinx Vivado)
Spezifikation, Entwurf, Simulation und Synthese mit VHDL, meist auf RTL-Ebene
Direktes Feedback mit dem FPGA-Experimentier-Board "Digilent Nexys4"
Schwerpunkte der Übungen:
Korrektes Aufsetzen eines FPGA-Projektes
Konfiguration (Programmierung) eines digitalen FPGAs
Input/Output eines Boards/FPGAs: Taster, Schalter, KeyPad, LEDs, Sieben-Segment-Anzeigen, PMOD-Verbinder
Nebenläufigkeit versus Sequentieller Prozess
Getakteter Prozess: Synchroner Zähler als Zeitbasis, Finite Zustandsautomaten
Up-and-Down-Light mit Hilfe von Pulsweitenmodulation und Daten-Arrays
Steuerung einer 7-Segment-Anzeige durch ein Keypad
etc. . . . .
Zielgruppe:
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Seminar on Selected Problems of the Design of Integrated Circuits [SemFESS] -
- Lecturer:
- Sebastian M. Sattler
- Details:
- Hauptseminar, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Themenvergabe und Vorbesprechungstermin am Do., 29.10.2015 14:15 Uhr
- Dates:
- Thu, 14:15 - 15:45, SR 01.030
- Fields of study:
- WF BPT-MA-E 1-4
- Prerequisites / Organisational information:
- Anmeldung im Sekr. des LZS, Röthelheim-Campus, Paul-Gordan-Str. 5, Tel. 85-23100 oder mailto:lzs-sek@fau.de
Besuch von V+Ü Entwurf Integrierter Schaltungen I und/oder II
- Contents:
- Inhalt des Seminars sind wissenschaftlich und technologisch
aktuelle Themen der Lehr- und Forschungsgebiete des LZS:
Alle Ebenen des Entwurfs Sicherheitskritischer Schaltungen oder Systeme
Modellierung, Simulation und Test Sicherheitskritischer Schaltungen
Algorithmen, Methoden und Werkzeuge für den rechnergestützten Entwurf
Anwendungen von Sicherheitskritischen Schaltungen und Mikrosystemen
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