Das praktische Studiensemester kann in einer Forschungseinrichtung oder in einer Industriefirma sowohl im In- als auch im Ausland durchgeführt werden. Im Praxisteil sollen Kenntnisse bezüglich der Tätigkeiten und der Arbeitsmethoden eines Ingenieurs in einem industriellen Umfeld auf allen Gebieten der Elektrotechnik und der 

Praxisteil

Lernziele

Kenntnisse bezüglich der Tätigkeiten und der Arbeitsmethoden eines Ingenieurs in der Praxis des industriellen Umfelds auf allen Gebieten der Elektrotechnik und der Informationstechnik.

Inhalt

In signifikanten ingenieurwissenschaftlichen Arbeitsgebieten sollen an Hand eines Projekts die Vorgehensweisen und die Problemlösungsstrategien eines Ingenieurs bei der Lösung von Aufgaben vermittelt werden. Das Projekt soll nach Möglichkeit eine einzige Aufgabe beinhalten, die vorzugsweise im Team zu bearbeiten ist; sie kann jedoch Tätigkeiten umfassen, die in verschiedenen Themenbereichen angesiedelt sind, z.B. kann ein Projekt sowohl aus Hard- als auch aus Softwarearbeiten (Konstruktion, FEM usw.) bestehen.

Folgende Arbeitsgebiete seien beispielhaft genannt:

• Projektierung
• Inbetriebsetzung
• Service
• Qualitätssicherung

Praxisseminar

Lernziele

• Fähigkeit zum sachkundigen und selbständigen Durchdenken von Vorgängen im Betrieb mit dem weiteren Ziel, Entscheidungen unter Berücksichtigung technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Gesichtspunkte treffen zu können.
• Fähigkeit zur Präsentation von Arbeitsergebnissen

Inhalt

• Erfahrungsaustausch
• Anleitung und Beratung
• Vertiefung und Sicherung der Erkenntnisse, insbesondere durch Kurzreferate der Studenten über ihre praktische Arbeit

Praxisbegleitende Lehrveranstaltungen

• Modellbildung und Simulation
• Betriebswirtschaft

Siehe Seite zum dualen Studienangebot

Lernziele

• Vermittlung von sicheren Kenntnissen in praxisorientierten mathematischen Denkweisen und Methoden
• Vertieftes Verständnis der für die Informations- und Elektrotechnik relevanten mathematischen Begriffe, Gesetze, Denkweisen und Methoden
• Fähigkeit, diese mathematischen Begriffe, Gesetze, Denkweisen und Methoden auf
  Anwendungsprobleme der Informations- und Elektrotechnik anzuwenden
• Grundkenntnisse von numerischen Methoden in Verbindung mit Computersoftware für spätere naturwissenschaftlich-technische Simulationen

Inhalte

• Grundstrukturen der mathematischen Logik: Aussagen, logische Verknüpfungen
• Reelle Zahlen und Elementare Funktionen: Kurzwiederholung
• Komplexe Zahlen: Zahlbereichserweiterung; Darstellungsformen; Rechnen mit komplexen Zahlen; Polynome und Fundamentalsatz der Algebra; Anwendungen wie Überlagerung von Schwingungen, Ortskurven usw., Inversion als komplexe Funktion
• Differentialrechnung: Zahlenfolgen und  -reihen mit Grenzwertbegriff; Kurzwiederholung von Themen der Differentialrechnung von Funktionen einer Variablen; Funktionsbegriff, Darstellung und Stetigkeit von Funktionen mehrerer Variablen; partielle Ableitungen; totales Differential und Linearisierung; Gradient und Richtungsableitung, Anwendungen wie Fehlerrechnung, Extremwertprobleme usw.
• Integralrechnung: Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung; Integrationsmethoden; uneigentliche Integrale, Anwendungen wie Bogenlänge, Mittelwerte usw., Einführung in mehrdimensionale Integralrechnung
• Funktionenreihen: mit Schwerpunkt Potenz- und Taylorreihen

Lernziele

• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze
• Fähigkeit, die physikalischen Zusammenhänge bei komplexen technischen Problemen zu verstehen
• Fähigkeit technische Anwendungen abzuleiten
• Fähigkeit, technisch-physikalische Vorgänge mathematisch zu beschreiben, und aus der
  Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen
• Fähigkeit, Ergebnisse quantitativ zu berechnen und zu überprüfen

Inhalte

Thermodynamik (jeweils im Wintersemester)

• Thermodynamische Grundbegriffe
• Erster Hauptsatz der Wärmelehre
• Das ideale Gas
• Zustandsänderungen idealer Gase
• Kreisprozesse, Wärmekraft- und Kältemaschinen
• Optik
  • Strahlenoptik
  • Abbildende Optik
• Wärmetransportphänomene

Schwingungen und Wellen (jeweils im Sommersemester)

Schwingungen

• Freie ungedämpfte harmonische Schwingung
• Energie der freien harmonischen Schwingung
• Freie gedämpfte Schwingung
• Erzwungene Schwingung
• Überlagerung von Schwingungen

Wellen

• Grundlagen
• Energiedichte und Energietransport
• Überlagerung von Wellen
• Dopplereffekt
• Elektromagnetische Wellen

Lernziele

• Kenntnis elementarer Größen und Zusammenhänge des elektrischen Stromes
• Kenntnis ohmsches Gesetz
• Kenntnis der Kirchhoffschen Gesetze und Fähigkeit zu deren Anwendung
• Fähigkeit zur Berechnung elektrischer Leistung und Energie
• Fähigkeit zur Anwendung gängiger Netzwerkberechnungsmethoden
• Kenntnis der physikalischen Zusammenhänge im elektrischen Strömungsfeld
• Kenntnis der Gesetze des elektrostatischen Feldes
• Kenntnis der Wirkungsweise von Kondensator und Dielektrikum
• Kenntnis der Zusammenhänge im magnetischen Feld
• Fähigkeit zur Anwendung von Durchflutungs-  und Induktionsgesetz
• Fähigkeit zur Berechnung von Kräften im magnetischen Feld
• Fähigkeit zur Berechnung von Induktivität und Gegeninduktivität
• Kenntnis der Wirkungsweise magnetisch gekoppelter Spulen
• Kenntnis der Zusammenhänge für Energie und Leistung im elektrischen und im magnetischen Feld

Inhalt

• Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Regeln, Verschalten von Widerständen
• Energie und Leistung
• Netzwerkberechnung
• Elektrisches Strömungsfeld
• Elektrostatisches Feld
• Magnetisches Feld

Lernziele

• Fähigkeit, einfache digitale Schaltungen bestehend aus Schaltnetz und Schaltwerk zu analysieren und funktionssicher zu entwickeln
• Kennenlernen der Informationsdarstellung innerhalb einer digitalen Rechenanlage
• Grundlegende Kenntnis der Vorgehensweise bei der Programmentwicklung

Inhalte

• Digitaltechnik
  Schaltalgebra, Schaltvariable und Schaltfunktion, Logik und Dynamik, Analyse und Synthese von Schaltnetzen und einfachen Schaltwerken, Systematische Logikoptimieung, Speicherelemente, Zähler, Frequenzteiler und Schieberegister

• Grundlagen der Informatik:
  Historische Entwicklung der Datenverarbeitung, Binäres Zahlensystem, Dualarithmetik und Binärcodes, Komponenten einer digitalen Rechenanlage und deren Zusammenspiel, Symbolischer/Binärer Maschinencode, höhere Programmiersprachen, Algorithmus, Programmentwurf, Programmcodierung, Programmübersetzung, Programmausführung, Programmtest

Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtmodul

Lernziele

Die allgemeinwissenschaftlichen Wahlpflichtfächer dienen der Förderung der Allgemeinbildung auf den Gebieten:

• Recht und Wirtschaft
• Sprachen
• Persönlichkeitsbildung
• Technik und Gesellschaft
• Geschichte und Politik

Inhalte

Das jeweils aktuelle Angebot findet sich auf der Webseite der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften (AMP)

Technical and Business English

Lernziele

• Die Studierenden sollen technisch ausgerichtete Englisch-Kenntnisse erwerben, die den derzeit im internationalen Umfeld geforderten Qualifikationen entsprechen.
• Die erworbenen Fertigkeiten entsprechen der Kompetenzstufe B2 (Lesen, Hörverständnis, Schreiben) des GER (Gemeinsamer Europäischer Referenzrahmen).

Inhalte

• Lesen und Auswerten von englischen Fachtexten
• Verfassen eines Aufsatzes und anderer Texte im akademischen Stil
• Hörverständnisübungen
• Vertiefung des Wortschatzes mit Bezug auf Elektrotechnik, Wirtschaft, und Ingenieurwesen
• Relevante Grammatikwiederholungen
• Seminarsprache Englisch

Lernziele

• Vermittlung von fundierten Kenntnissen in praxisorientierten mathematischen Denkweisen und Methoden
• Vertieftes Verständnis der für die Informations- und Elektrotechnik relevanten mathematischen Begriffe, Gesetze, Denkweisen und Methoden
• Fähigkeit, diese mathematischen Begriffe, Gesetze, Denkweisen und Methoden auf Anwendungsprobleme der Informations- und Elektrotechnik anzuwenden
• Grundkenntnisse von numerischen Methoden in Verbindung mit Computersoftware für spätere naturwissenschaftlich-technische Simulationen (Ausbau dieser Kenntnisse durch das Angebot von Wahlfächern)
• Vermittlung der notwendigen Kooperation von Ingenieurwissenschaften, Informatik und Mathematik zur erfolgreichen Numerischen Simulation von Prozessen aus Technik und Wirtschaft

Inhalt

• Lineare Algebra, Matrizenrechnung:
  Vektorräume; Matrizen und Determinanten; Lineare Gleichungssysteme und Matrizen; Matrizen als lineare Abbildungen; Eigenwerte, Eigenvektoren von Matrizen

• Gewöhnliche Differentialgleichungen:
  Grundbegriffe; Lösbarkeit von Anfangswertproblemen; Differentialgleichungen erster Ordnung; lineare Differentialgleichungen zweiter Ordnung, lineare Differentialgleichungen höherer Ordnung und Systeme linearer Differentialgleichungen, Anwendungen wie (gekoppelte) Schwingungen usw.

• Fourieranalysis und Integraltransformationen:
  
  • Fourier-Reihen: Approximation periodischer Funktionen, Darstellungsformen, Rechenregeln, Konvergenzverhalten von Fourier-Reihen, Anwendungen wie lineare Differentialgleichungen usw.
  • Fourierintegral und ausgewählte Themen der Fourier-Transformation
  • Laplace-Transformation: Verallgemeinerte Funktionen und deren Ableitungen (Sprung- und Delta-Funktion), Eigenschaften und Transformationsregeln; Anwendungen wie lineare Differentialgleichungen, RCL-Bildnetzwerke; Übertragungsver-halten von LTI-Systemen usw.

Lernziele

• Kenntnis elementarer Definitionen und Gesetze des Wechselstroms
• Fähigkeit zur Anwendung von Zeigerdiagrammen
• Kenntnis der Leistungsbegriffe bei Wechselstrom
• Fähigkeit zur Rechnung mit Wirk- und Blindwiderständen
• Fähigkeit zur Anwendung der komplexen Wechselstromrechnung
• Fähigkeit zum Arbeiten mit Ortskurven und Bodediagrammen
• Kenntnis der Wirkungsweise von Wechselstrombrücken
• Kenntnis der Wirkungsweise von Transformatoren und Übertragern, Vierpolbeschreibung und Ersatzschaltbild
• Kenntnis der Zusammenhänge in Dreiphasensystemen
• Kenntnis des Verhaltens von Resonanzkreisen
• Fähigkeit zur Ermittlung von Resonanzen in beliebigen Netzwerken
• Kenntnis realer, passiver Bauelemente und deren Ersatzschaltbilder
• Kenntnis von Methoden zur Behandlung periodischer, nicht-sinusförmiger Vorgänge
• Kenntnis von Mechanismen bei Ausgleichsvorgängen

Lernziele

• Kenntnis der typischen Datentypen und -strukturen einer prozeduralen Programmiersprache
• Kenntnis von Kontrollstrukturen in einer höheren, prozeduralen Programmiersprache
• Kenntnis von und Umgang mit grundsätzlichen Werkzeugen zur Programmentwicklung (Compiler, Linker, Interpreter, Debugger)
• Fähigkeit zum Lösen und Umsetzen von Aufgabenstelllungen in eine Programmiersprache

Inhalte

• Grundsätzlicher Aufbau eines C-Programms
• Elementare Datentypen, Variablen, Ausdrücke und Operatoren
• Ein- und Ausgabe
• Verzweigungsanweisungen (if, switch, bedingte Bewertung)
• Schleifenanweisungen (for, while, do..while)
• Einfache plattformunabhängige Graphikprogrammierung
• Funktionen
• Präprozessor-Direktiven

Lernziele

• Kenntnis der Anforderungen an Messprotokolle und Fähigkeit, diese zu erstellen
• Fähigkeit, Messfehler richtig erkennen, bewerten und berechnen zu können
• Kenntnis von Messverfahren für Gleich- und Wechselgrößen (Spannung und Strom)
• Kenntnis der Messverfahren für Wirk- und Blindwiderstände
• Kenntnis der Funktionsweise des Oszilloskops und Fähigkeit zu seiner Bedienung
• Kenntnis der Wirkungsweise verschiedener Arten elektrischer Sensoren
• Fähigkeit zur aufgabenspezifischen Auswahl und Anwendung von Sensoren
• Kenntnis der Fehlerquellen bei der Anwendung von elektrischen Sensoren und Möglich-keiten der Fehlerminimierung
• Kenntnis der Funktionsweise von Analog-Digital- und Digital-Analog-Umsetzern
• Fähigkeit zur aufgabenspezifischen Auswahl und Dimensionierung geeigneter AD- und DA-Umsetzer
• Fähigkeit, Programme zur Rechnersteuerung von Mess-Systemen anwenden zu können

Inhalte

• Fehlerarten, Fehlerfortpflanzung
• Maßzahlen und Kenngrößen
• Drehspulinstrument
• Messen von Strom, Spannung und Widerstand
• Sensoren
• Oszilloskop
• Digitale Messverfahren
• Rechnergesteuerte Mess-Systeme

Elektronik 1

Lernziele

• Kenntnis der Systematik des Angebots, der Kennzeichnung, der Grenzdaten und der Charakterisierung elektronischer Bauteile
• Verständnis des physikalischen Aufbaus, der Realisierungsmöglichkeiten, der physikalischen Eigenschaften, der Kenndaten und der Modellierungsmöglichkeiten passiver und aktiver Bauelemente.
• Verständnis des Aufbaus, der physikalischen Eigenschaften, der Effekte, der den Effekten zugrunde liegenden Modellgleichungen und der Kenndaten von pn-Übergängen
• Verständnis des Aufbaus, der Kennlinien, der Arbeitsbereiche, der Kenndaten, der Modelle und Modellgleichungen und der Anwendungsbereiche verschiedener Diodentypen (Si-Diode, Schottky-, Zener-, Photo-Diode) – gleiches gilt für Bipolar-Transistoren und Feldef-fekt-Transistoren, insbesondere MOSFETs.
• Fähigkeit der Charakterisierung von BJT- und MOS-Transistoren in praktischen Anwendungen (Arbeitspunkt, Kleinsignalmodell, Aussteuergrenzen, Schaltverhalten)
• Kenntnis des Aufbaus der Wirkungsweise, der Kennlinien und Anwendungsbereiche von Leistungshalbleitern wie IGBTs oder spezieller MOSFETs.

Inhalte

• Grundlegendes zu elektronischen Bauteilen: Kennzeichnung, Datenblattangaben, Gehäuse, Zuverlässigkeit, Exemplar-Streuungen und Wärmeabfuhr.
• Passive Bauelemente: Aufbau, verwendete Materialien, Eigenschaften, Berechnung von Kenndaten
• Halbleiter-Bauelemente: Grundlagen der Halbleitertechnik, pn-Übergang, Kennlinien und Modellgleichungen des pn-Übergangs, Temperatureinflüsse.
• Dioden: Aufbau, Kennlinien, Grenzdaten, Arbeitsbereiche, Temperatureinflüsse, Modelle und Modellgleichungen mit Parasitics für verschiedene Diodentypen und deren Anwendungsbereiche.
• Aufbau und Wirkungsweise von BJTs und MOSFETs: Arbeitsbereiche, Grenzdaten, Kennlinien, Modelle und Modellgleichungen mit Parasitics, Temperatureinflüsse auf Kenndaten; Arbeitsbereiche, Arbeitspunkt, linearisierte Modelle, Schaltverhalten, Anwen-dungen in Grundschaltungen.
• Spezial-Halbleiter: Leistungs-Halbleiter mit Mehrschicht-Aufbau (u.a. IGBT).
• Praktikum: Messtechnische Verifikation von Kenndaten ausgewählter Testanordnungen: Resonator, Dioden-Kennlinien, Schaltverhalten, Transistor-Kennlinien und Grundschaltungen

Lernziele

• Kenntnis des grundlegenden Aufbaus von Mikrocomputersystemen
• Kenntnis wesentlicher interner Merkmale von Prozessoren
• Fähigkeit zum Verständnis eines Mikroprozessorbusses
• Kenntnis von Little- und Big Endian Speicherzugriffen
• Kenntnis von Adressierungsmöglichkeiten
• Kenntnis wichtiger Halbleiterspeicher
• Kenntnis wichtiger Ein- und Ausgabesysteme
• Kenntnis des prinzipiellen Aufbaus von PCs
• Fähigkeit zur Entwicklung kleiner single board computer

Inhalte

• Grundlagen eines Mikrocomputersystems: Prinzipieller Aufbau, Adressen
• Aufbau und Funktionsweise einer CPU incl. Hardwarestruktur, Befehlssatz, Befehlsformate und Adressierung
• Adressdekoder mit Chip Select, Adresstabellen, vollständig und unvollständig dekodierten Speicherbereichen
• Speicher (nur Silizium): RAM, ROM, EPROM, EEPROM, Flash EPROM, RAM, DRAM
• Ein-/Ausgabe: Seriell, Parallel, Ports, Interrupt, Direct Memory Access
• Embedded Controller: Einführung, ein konkreter Chip auf ARM-Basis
• Rechnerentwurf mit einem Embedded Controller: ein komplettes Beispiel mit Schaltplan, Timing Berechnung, und Programmierung

Lernziele

• Befähigung zur Beschreibung von linearen Systemen und deterministischen Signalen im Zeit- und Frequenzbereich.
• Fähigkeit, Quervergleiche zwischen den verschiedenen Beschreibungsmöglichkeiten vornehmen zu können.
• Kenntnis der wichtigsten Systemstrukturen und Verfahren der Signalverarbeitung.
• Fähigkeit, zeitkontinuierliche und zeitdiskrete Signalverarbeitungssysteme zu entwickeln und anzuwenden.

Inhalte

• Beschreibung zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter Signale und Systeme im Zeitbereich: Differenzial- und Differenzengleichungen, Standardsignale, Faltungsintegral.
• Beschreibung im Frequenzbereich: Fouriertransformation, Frequenzgang, Modellsysteme, Abtasttheorem.
• Laplace- und z-Transformation: Übertragungsfunktion, Berechnung von Einschwing-vorgängen zeitkontinuierlicher und zeitdiskreter Systeme, Stabilität linearer Systeme, all-passhaltige und minimalphasige Systeme.
• Systembeschreibung im Zustandsraum: Lösungsverfahren, kanonische Formen.
• Entwurf zeitdiskreter Systeme: Transformation analoger Verfahren, diskreter Entwurf.

Lernziele

Abrundung der prozeduralen Programmierkenntnisse:

• Kenntnis von Arrays und des Zeigerkonzeptes
• Fähigkeit des Arbeitens mit Strings
• Kenntnis von dynamischen Speicheranforderungen und deren Verwaltung
• Kenntnis grundlegender Techniken zur Bearbeitung verketteter Datenstrukturen
• Kenntnis der Technik der rekursiven Problemlösung
• Kenntnis des Arbeitens mit Dateien
• Fähigkeit zur Zerlegung und Aufteilung von Problemstellungen in Module
• Fähigkeit zum Entwurf, zur Realisierung und zum Test von Anwendungssoftware

Zustandsautomaten:

• Entwurf und Optimierung von Automaten und deren Anwendung

Inhalte

• Arrays, Zeiger, dynamische Speicherallozierung und -freigabe
• Stringbearbeitung
• Argumente auf der Kommandozeile
• Wichtige Datenstrukturen (Listen, Binärbaum)
• Dateibearbeitung
• Formale Darstellung und Notation von deterministischen und nichtdeterministischen endlichen Zustandsautomaten, Zustandsreduktion, Anwendung von Automaten in der Hardware- und Software-Entwicklung

Lernziele

• Kenntnis des Aufbaus und der Anwendung grundlegender Werkstoffe
• Kenntnis der mechanischen und konstruktiven Grundlagen, insbesondere rotierender Systeme
• Kenntnis energietechnischer Grundbegriffe
• Fähigkeit energietechnische Darstellungsmethoden anzuwenden
• Kenntnis der Grundbegriffe der Energiemesstechnik
• Kenntnis der Grundlagen der Windenergienutzung und der Photovoltaik
• Kenntnis der Grundlagen der Energiewandlung durch leistungselektronische Schaltungen
• Kenntnis der Betriebseigenschaften von Transformatoren
• Kenntnis der Grundlagen el. Leitungen und Netze
• Kenntnis der Grundlagen der Funktionsweise von Synchron- und Asynchronmaschinen
• Fähigkeit einfache energietechnische Systeme im stationären Betrieb zu berechnen.
• Fähigkeit die Möglichkeiten und Grenzen energietechnische Systeme abzugrenzen.

Inhalte

• Leiter-, Isolator- und Halbleiterwerkstoffe
• Bewegungsgleichung, Trägheitsmoment, Beschleunigungs- und Bremsvorgänge
• Vermögensenergie, Reichweiten, Lastgang, Leistungsdauerlinie
• Komponenten von Windkraft- und Solaranlagen
• Leistungskennlinien von Windkraftanlagen und Solargeneratoren
• Synchronmaschine mit Vollpolläufer
• B2- und B6- Brückenschaltung (ungesteuert)
• Spannungszwischenkreisumrichter
• Spannungsgleichungen des Drehstromtransformators
• Stromwandler, Leistungsmessung
• Aufbau, Arbeitsweise und Einsatz von Asynchronmaschinen

Lernziele

• Kenntnis der Modellierung und Verifikation (Simulation) analoger und analog/digitaler Schaltkreise (Kleinsignal- und Großsignal-Verhalten)
• Fähigkeit zur approximativen Analyse (Abschätzung) und Dimensionierung von Schaltkreisen
• Kenntnis der Auswirkung von Rückkopplungsschleifen auf die Stabilität und auf die Schaltungseigenschaften
• Kenntnis wichtiger linearer und nichtlinearer Funktionsschaltungen in praktischen Anwendungen
• Kenntnis im Entwurf von typischen leistungselektronischen Schaltungsstrukturen unter dem Gesichtspunkt von Wirkungsgrad, Verlustleistung, thermischen Verhalten und Ener-gieeffizienz an ausgewählten Beispielen (Leistungsverstärker, Power-MOS-, IGBT- Anwendungen, Treiber, Brückenstrukturen, DC-DC-Wandler)

Inhalte

• Methoden: Design-Modellierung/-Verifikation mit gängigen Entwurfswerkzeugen; Berechnungsmethoden zur approximativen Analyse von Schaltungen.

• Transistorschaltungen: DC- (Arbeitspunkt-) Analyse; Stabilitätsuntersuchung des Arbeitspunktes im Hinblick auf Temperatureinflüsse und Bauelement Exemplar Streuungen; Arbeitspunktstabilisierung; Kleinsignal-Analyse zur Bestimmung der charakteristischen Eigenschaften von linearen Schaltungen, z. B. Übertragungsverhalten, Bandbreite, Schnittstellenimpedanzen; Aussteuergrenzen.

• Eigenschaften von rückgekoppelten Systemen; Übertragungsverhalten, Stabilität, Miller-Effekt

• Operationsverstärker: Charakteristische Eigenschaften und Modellierung von OPVs; rückgekoppelte (gegengekoppelte) Linearverstärker, Auswirkung der Rückkopplung auf das Übertragungsverhalten, Bandbreite, Stabilität und auf das Schnittstellenverhalten; Entwurf von linearen Übertragungsgliedern (Verstärker, Integrierer, Differenzierer, Filter, …); Stabilitätsnachweis, Maßnahmen zur Einstellung einer hinreichenden Stabilitätsreser-ve; Beispiele wichtiger Anwendungsschaltungen.

• Analyse und Dimensionierung von diversen Anwendungsschaltungen (Leistungsverstär-ker, Power-MOS-, IGBT-Schalter, Treiber, DC-DC-Wandler); transientes Verhalten, Schalt-zeiten, Wirkungsgrad, sichere Betriebsweise (SOA) , Energieeffizienzbetrachtungen und Optimierung; thermisches Verhalten, Entwärmung

• Praktikum: Begleitendes Praktikum mit auf Testplatinen selbst aufgebauten Schaltungen; jede Schaltung ist zu berechnen, mit PSpice zu simulieren, dann praktisch aufzubauen und messtechnisch zu verifizieren; Testschaltungen sind u.a.: Transistorverstärker-Schaltungen, OP-Verstärker, Schmitt-Trigger, Differenzierer, PT1-Glied (Integrator), Funktionsgenerator, aktiver Gleichrichter mit OPV; Leistungsschalter

Objektorientierte Programmierung

Lernziele

Vermittlung von Kenntnissen der objektorientierten Programmierung und der Programmiersprache C++ :

• Kenntnis der Syntax und Semantik von Klassen und Objekten
• Kenntnis von Konstruktoren und Destruktoren,
• Kenntnis der Vererbung sowie der Komposition von Klassen
• Kenntnis von virtuellen und abstrakten Methoden und polymorphen Objekten
• Kenntnis von Referenzen
• Kenntnis der dynamischen Speicherverwaltung
• Kenntnis der Operatorüberladung
• Kenntnis von parametierbaren Klassen und Funktionen
• Kenntnis der C++ Standardbibliothek
• Kenntnis der Ausnahmebehandlungsmechanismen
• Fähigkeit zur Zerlegung und Aufteilung von Problemstellungen in Klassen
• Fähigkeit zum objektorientierten Entwurf und zur Implementierung von Anwendungssoftware

Inhalte

Objektorientierte Konzepte

• Kapselung: Klassen, Objekte
• Vererbung
• Polymorphie: virtuelle und abstrakte Methoden
• Komposition von Klassen

C++ Vertiefungen

• Referenzen
• Ausnahmebehandlungen
• Statische Klassenelemente
• Operatoren
• Parametrierbare Klassen und Funktionen
• Dynamische Speicherverwaltung
• C++ Standardbibliothek

Software-Engineering

Lernziele

• Einsicht in die Probleme der Entwicklung von Softwaresystemen
• Kenntnis der wichtigsten aktuellen Vorgehensmodelle der (Software-)Systementwicklung
• Fähigkeit zur Beurteilung und Anwendung von Prozessmodellen
• Fähigkeit zur Ermittlung und Spezifikation von Anforderungen und Use Cases
• Fähigkeit zur objektorientierten Abstraktion
• Kenntnis der aktuellen Methoden und Notationen für objektorientierte Modellierung
• Fähigkeit, ein einfaches, insbesondere technisches System objektorientiert zu modellieren

Inhalte

• Entwicklungsprozesse und Prozessmodelle: V-Modell; inkrementelle und iterative Vorgehensmodelle; schwer- und leichtgewichtige Prozesse
• Anforderungen und Anwendungsfalldiagramme
• Objektorientiertes Denken
• Statische und dynamische Modellierung mit Unified Modeling Language (UML)
• Objektorientierte Analyse und Einblick in Objektorientiertes Design

Lernziele

• Kenntnis der Systemeigenschaften und Beschreibungsmethoden technischer Regelungs- und Steuerungssysteme.
• Kenntnis der wichtigsten Analyse-, Entwurfs- und Optimierungsverfahren technischer Regelungssysteme.
• Fähigkeit, ein für eine Problemstellung geeignetes Entwurfsverfahren auszuwählen und anzuwenden.
• Fähigkeit, technische Regelungssysteme zu modellieren, zu simulieren und zu realisieren.

Inhalte

• Grundbegriffe der Regelungs- und Steuerungstechnik, Führungs- und Störverhalten.
• Beschreibung von Regelkreisgliedern im Zeit- und Frequenzbereich: Frequenzgang, Bodediagramm, Übertragungsfunktion, Zustandsraumbeschreibung.
• Modellbildung von Regelstrecken.
• Eigenschaften und Realisierung kontinuierlicher und zeitdiskreter Regler.
• Verfahren zur Untersuchung der Stabilität von Regelkreisen.
• Entwurfs- und Optimierungsverfahren von Regelkreisen; Simulation von Regelkreisen.
• Störgrößenaufschaltung, Kaskaden- und Zustandsregelung

Lernziele

• Die Architektur von Protokollen zur Datenübertragung zu kennen.
• Die Prinzipien der Datenübertragung auf Bussen und in lokalen Netzen zu verstehen.
• Die Funktionsweise und die Leistungsfähigkeit von Schnittstellen zu kennen.
• Lokale Netze planen und aufbauen zu können.
• Schnittstellen und Netze für Anwendungen richtig einsetzen zu können

Inhalte

• Architektur und Anwendung des ISO/OSI-Referenzmodells
• Medien für die Datenübertragung: Glasfaser, Kupfer
• Physikalische Schicht: Modemtechnologie und Leitungskodierung
• Standard-Datenübertragungs-Schnittstellen
• MAC-Layer: Vielfachzugriffsprotokolle und Bussysteme
• Protokolle: TCP, IP, HTTP
• Anwendungen
• Netzwerksicherheit

Lernziele

• Kenntnis der wesentlichen Komponenten der Automatisierungstechnik
• Fähigkeit zur gezielten Auswahl geeigneter Automatisierungskomponenten
• Kenntnis der Strukturen und Möglichkeiten von Automatisierungssystemen
• Fähigkeit zur Programmierung von verschiedenen Steuerungen

Inhalte

• Sensoren/Sensorsysteme in der Automatisierungstechnik
• Aktoren in der Automatisierungstechnik
• Automatisierungskomponenten (SPS, CNC, Industrieroboter)
• Programmierung speicherprogrammierbarer Steuerungen gemäß IEC 61131

Lernziele

• Fähigkeit Steuerungen im industriellen Umfeld einzusetzen
• Fähigkeit zur Lösung von Steuerungsproblemen industrieller Prozesse
• Fähigkeit zur Programmierung von speicherprogrammierbaren Steuerungen
• Fähigkeit, mit Hilfe der mechanischen Grundlagen einfache Antriebsprobleme zu analysieren
• Kenntnis der Kennlinien der wichtigsten elektrischen Maschinen im stationären Betrieb
• Fähigkeit, das Betriebsverhalten elektrischer Maschinen mit Hilfe einfacher Ersatzschaltbilder zu beschreiben
• Fähigkeit, die elektrischen Maschinen für Antriebsprobleme zu projektieren
• Kenntnis der Struktur von Antriebsregelkreisen

Inhalte

• Steuerungselemente
• Projektierung von Steuerungen
• Programmierung von Speicherprogrammierbaren Steuerungen
• Aufbau, Arbeitsweise und Einsatz von Drehstrom- und Gleichstrommaschinen
• Betriebsverhalten stromrichtergespeister Maschinen im stationären Betrieb
• Stromregelkreis, Drehzahlregelkreis
• Dynamisches Verhalten elektrischer Antriebe
• Kopplung von Automatisierungs- und Antriebssystemen

Lernziele

• Kenntnis von Technologien zum Bedienen und Beobachten in der Automatisierungstechnik
• Fähigkeit zur systematischen Ermittlung von Anforderungen
• Fähigkeit zum Entwurf eines guten Mensch-Maschine-Interfaces
• Fähigkeit zur Programmierung von Anwendungen mit grafischen Benutzerschnittstellen

Inhalte

• Bedienen und Beobachten in der Automatisierungstechnik (Prozessdaten)
• Verwendung mobiler Kommunikationsgeräte in der Automatisierungstechnik
• Entwicklung von Anwendungen mit grafischer Benutzeroberfläche
• Anwendung von Internet-Technologien in der Automation

Lernziele

• Fähigkeit Steuerungen im industriellen Umfeld einzusetzen
• Fähigkeit zur Lösung von Steuerungsproblemen industrieller Prozesse
• Fähigkeit zur Programmierung von speicherprogrammierbaren Steuerungen
• Fähigkeit, mit Hilfe der mechanischen Grundlagen einfache Antriebsprobleme zu analysieren
• Kenntnis der Kennlinien der wichtigsten elektrischen Maschinen im stationären Betrieb
• Fähigkeit, das Betriebsverhalten elektrischer Maschinen mit Hilfe einfacher Ersatzschaltbilder zu beschreiben
• Fähigkeit, die elektrischen Maschinen für Antriebsprobleme zu projektieren
• Kenntnis der Struktur von Antriebsregelkreisen

Inhalte

• Steuerungselemente
• Projektierung von Steuerungen
• Programmierung von Speicherprogrammierbaren Steuerungen
• Aufbau, Arbeitsweise und Einsatz von Drehstrom- und Gleichstrommaschinen
• Betriebsverhalten stromrichtergespeister Maschinen im stationären Betrieb
• Stromregelkreis, Drehzahlregelkreis
• Dynamisches Verhalten elektrischer Antriebe
• Kopplung von Automatisierungs- und Antriebssystemen

Lernziele

• Kenntnis der Bauelemente der Leistungselektronik und ihrer Eigenschaften
• Kenntnis der Funktionsweise der Grundschaltungen selbstgeführter Stromrichter
• Kenntnis der Funktionsweise der Grundschaltungen netzgeführter Stromrichter
• Fähigkeit, die Stromrichtergrundschaltungen anzuwenden
• Kenntnis grundlegender Steuerverfahren leistungselektronischer Systeme
• Kenntnis der physikalischen Grundlagen der Erwärmung und Kühlung von Bauelementen der Leistungselektronik und von elektrischen Maschinen
• Fähigkeit die Energieeffizienz eines Systems zu optimieren.
• Kenntnis der Grundlagen der feldorientierten Regelung von Drehfeldmaschinen
• Kenntnis der Grundlagen der Dynamik der Drehmomentübertragung
• Fähigkeit elektrische Antriebssysteme zu dimensionieren

Inhalte

• Dioden, Thyristoren, Transistoren, IGBT
• Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller, 2- und 4- Quadrantenbetrieb
• B2- und B6- Brückenschaltung (gesteuert, ungesteuert)
• Spannungszwischenkreisumrichter
• Steuerverfahren von Stromrichtern
• Aufbau, Arbeitsweise und Einsatz von permanenterregten Synchronmaschinen
• stationäres und dynamisches Betriebsverhalten stromrichtergespeister Maschinen
• Elektrische Bremsung (Bremschopper, Netzrückspeisung)
• Verluste, Wirkungsgrad, Wirkungsgradklassen

Lernziele

• Kenntnis konventioneller und regenerativer Verfahren und Anlagen zur elektrischen Energiegewinnung
• Fähigkeit, die Möglichkeiten und Grenzen der Methoden zur elektrischen Energiegewinnung zu analysieren, aufzubereiten und anzuwenden
• Kenntnisse über Aufbau und Bemessung von Anlagen und Netzen zur elektrischen Energieübertragung und -verteilung
• Kenntnis grundlegender Methoden und Verfahren zur Netzberechnung
• Fähigkeit der Anwendung dieser Methoden und Verfahren in Drehstromnetzen
• Grundlegende Kenntnisse der Steuerung des Leistungsflusses in Smart grids
• Kenntnisse der Anwendung von Leistungselektronik in el. Anlagen und Netzen
• Fähigkeit, die Netzrückwirkungen leistungselektron. Komponenten zu analysieren
• Fähigkeit, die Spannungsqualität in Netzen zu beurteilen
• Kenntnisse der Auswahl und Bewertung von Isolierstoffen
• Fähigkeit, einfache Isolationsanordnungen zu entwerfen und zu bemessen

Inhalte

• Thermische Verfahren zur elektrischen Energieerzeugung, Kraft-Wärme-Kopplung
• Brennstoffzelle, Wasserkraft, Windkraft, Solarenergie
• Lastflussrechnung, Sternpunktbehandlung, Kurzschlussrechnung
• Lastflusssteuerung durch leistungselektronische Systeme
• Kompensation von Blindleistung und Oberschwingungen, Netzrückwirkungen und Energiequalität
• Feldbelastung und Entladungsvorgänge in Isolierstoffen
• Überspannungen und Überspannungsschutz

Lernziele

• Vertiefte Kenntnisse über Verfahren und Algorithmen für die Analyse, Synthese und Optimierung von elektronischen Systemen und Schaltungen
• Vermittlung der theoretischen und praktischen Kenntnisse für den systematischen und effektiven Einsatz von standardisierten Hardwarebeschreibungssprachen für den Entwurf und Verifikation von digitalen Schaltungen/Systemen
• Selbstständige Lösung von Projektaufgaben mit Hilfe von EDA-Systemen

Inhalte

• Grundbegriffe des rechnergestützten Schaltungsentwurfs, Algorithmen zur Simulation, Synthese und Testbarkeit von digitalen und analogen Schaltungen
• Entwurfszentrierung, Empfindlichkeits-, Worst Case-, Ausbeute-, Monte-Carlo-Analysen; Untersuchungen zum Rausch-/Störverhalten, Theorie, Modelle, Analyse und Optimierung im Frequenz- und Zeitbereich
• Nichtlineare Systeme, Numerische Lösung im Zeitbereich, Transientanalyse; Algorithmen für die Platzierung und Verdrahtung
• Einführung in die Denk- und Arbeitsweise systematischer Entwicklung und Verifikation von digitalen Systemen mit Hardwarebeschreibungssprachen
• Aufbau einer Hardwarebeschreibungssprache, Darstellung der Sprachelemente, Elementare und abstrakte Datentypen, Objekte und Attribute, Grundlagen strukturierter Designs, Elemente für strukturale Beschreibungen, Entwurfsprinzipien, Elemente für Verhaltensbeschreibungen. Methoden zur Simulation, Synthese und Verifikation anhand von EDA-Systemen mit Übungsbeispielen

Lernziele

• Kenntnis der Grundlagen aus Qualitätsmanagement und Produktentstehungsprozess von elektronischen Systemen.
• Verstehen von Verfahren zum Erzielen hoher Qualität und guter Testbarkeit bei elektronischen Systemen auf Chip- und System-Ebene (Entwurfsaspekt).
• Grundlagen des prüffreundlichen Entwurfs unter dem Aspekt sehr großer Systeme (SoC's).
• Erkennen der Zusammenhänge zwischen prüffreundlichem Entwurf, Testsystem-Anforderungen und Produktkosten.
• Befähigung zur selbständigen Planung von Prüfverfahren für Charakterisierung, Qualitätssicherung, Produktionstest und Fehleranalyse

Inhalte

Seminaristischer Unterricht:

• Testentwicklung und -bewertung
• Prüfgerechter Entwurf (Design for Test)
• Testmustererzeugung und -validierung
• Systemarchitekturen von Prüfautomaten
• Funktionelle und parametrische Testverfahren
• Analoge und digitale Messverfahren und Testverfahren
• Leiterplattentest, Systemtest
• Aufbau von Halbleiterspeichern und geeignete Testverfahren
• Dokumentation für Qualitätssicherung (FMEA, SPC)
• Grundlagen der Qualitätssicherung (für Qualifikation und Fehleranalyse)

Praktikum:

• Einbau von Teststrukturen in ein Chipdesign
• Testmustergenerierung für den Digitaltest
• Erstellen eines Testprogramms
• Anwendung von Boundary Scan für den Leiterplattentest

Elektronik-Hardware-Entwicklung

Lernziele

• Kennen des grundlegenden Ablaufs beim Design einer elektronischen Leiterplatte
• Fähigkeit zur Auswahl der richtigen Bauelementen anhand technischer Anforderungen, Lebensdauer und Verfügbarkeit.
• Kennenlernen von IC-Herstellern, Distributoren und Leiterplattenherstellern
• Anwenden einer professionellen Leiterplatten-Designsoftware
• Verstehen wichtiger Leiterplattenparameter (Leiterplattenmaterialien, Via-Typen, Lagenaufbau, Leiterplattenoberflächen)
• Kennenlernen der industriellen Prozesskette der Oberflächenmontage sowie der Bestückung von Hand
• Fähigkeit zur Realisierung von Leiterplatten unter Berücksichtigung von Signal- und Powerintegrität
• Verstehen und implementieren von DC-DC Schaltregelern sowie deren Optimierung bezüglich EMV (u.a. leitungsgebundene Störungen) und Restwelligkeit
• Fähigkeit zur Anwendung linearen DC-DC Spannungsregler in empfindlichen analogen Schaltungen

Inhalte

• Entwicklung, Aufbau und Test einer elektronischen Leiterplatte inklusive deren Stromversorgung anhand einer vorgegebenen Aufgabe/Spezifikation
• Implementierung einer analoge Sensoranwendung
• Realisierung einer passenden und effizienten Spannungsversorgung
• Praktischer Teil: Analysieren und vermessen von DC-DC Wandlern; Design einer elektronischen Leiterplatte gemäß einer vorgegebenen Spezifikation; Bestückung der Leiterplatte (Schablonendruck der Lotpaste, SMT-Bestückung und Konvektionsreflowlöten); Programmierung der Baugruppen und Inbetriebnahme; Vermessen der Baugruppe hinsichtlich relevanter EMV Normen

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

Lernziele

• Erkennen der Notwendigkeit der EMV
• Kenntnis der Begriffe der EMV
• Kenntnis der möglichen Störquellen und Störsenken
• Kenntnis der Kopplungsmechanismen
• Kenntnis einschlägiger Normen und Gesetze
• Kenntnis von Entstörmaßnahmen und Fähigkeit, diese richtig einzusetzen
• Kenntnisse über Erdungs- und Massungs-Konzepte
• Fähigkeit zur Auswahl der richtigen Filterungs-Maßnahmen
• Kenntnis der für eine gute Schirmung relevanten Parameter und Fähigkeit, Schirmungen bezüglich EMV zu beurteilen
• Kenntnis von EMV-Messmethoden und Fähigkeit zu deren Anwendung

Inhalte

• Grundlagen der EMV
• Störquellen, Störsenken
• Normen und Vorschriften
• EMV-Messtechnik
• Entstörmaßnahmen
• Erdung, Massung
• Filterung
• Schirmung

Lernziele

• Kenntnis der Grundlagen aus Qualitätsmanagement und Produktentstehungsprozess von elektronischen Systemen.
• Verstehen von Verfahren zum Erzielen hoher Qualität und guter Testbarkeit bei elektronischen Systemen auf Chip- und System-Ebene (Entwurfsaspekt).
• Grundlagen des prüffreundlichen Entwurfs unter dem Aspekt sehr großer Systeme (SoC's).
• Erkennen der Zusammenhänge zwischen prüffreundlichem Entwurf, Testsystem-Anforderungen und Produktkosten.
• Befähigung zur selbständigen Planung von Prüfverfahren für Charakterisierung, Qualitätssicherung, Produktionstest und Fehleranalyse

Inhalte

Seminaristischer Unterricht:

• Testentwicklung und -bewertung
• Prüfgerechter Entwurf (Design for Test)
• Testmustererzeugung und -validierung
• Systemarchitekturen von Prüfautomaten
• Funktionelle und parametrische Testverfahren
• Analoge und digitale Messverfahren und Testverfahren
• Leiterplattentest, Systemtest
• Aufbau von Halbleiterspeichern und geeignete Testverfahren
• Dokumentation für Qualitätssicherung (FMEA, SPC)
• Grundlagen der Qualitätssicherung (für Qualifikation und Fehleranalyse)

Praktikum:

• Einbau von Teststrukturen in ein Chipdesign
• Testmustergenerierung für den Digitaltest
• Erstellen eines Testprogramms
• Anwendung von Boundary Scan für den Leiterplattentest

Datenbanksysteme

Lernziele

• Kenntnis über Architektur, Funktionsweise und Einsatz von Datenbanksystemen
• Kenntnis von SQL Sprachkomponenten (Datendefinitionssprache, Datenmanipulations-sprache, Datenabfragesprache, Datenkontrollsprache)
• Fähigkeit SQL zur Datenbankabfrage, zum Anlegen von Datenbankobjekten und zum Aktualisieren und Löschen von Datenbankinhalten einzusetzen
• Kenntnis von Normalformen und Normalisierung
• Fähigkeit Datenbanktabellen in eine vorgegebene Normalform zu überführen

Inhalte

• Datenbank – Grundlagen (Begriffserklärung, Datenbank-Architektur, Klassifikation von Datenbanksystemen, DBMS Marktübersicht)
• Objektrelationale Datenbanken (Relationale Datenstrukturen, Relationale Operationen, Datenbankabfragesprache SQL)
• SQL (Sortierung und Auswahl von Datensätzen, SQL-Funktionen, Verbund, Gruppierung von Daten, Unterabfragen, Komplexe Unterabfragen, Parameter)
• Datenmanipulationssprache (einfügen, aktualisieren, löschen von Datensätzen)
• Datendefinitionssprache (anlegen, ändern, löschen von Datenbankobjekten wie Table, View, Sequence, Index, Synonym,…)
• Datenkontrollsprache (gewähren bzw. einschränken von Rechten)
• Anlegen einer Übungsdatenbank
• Arbeiten mit einer Übungsdatenbank

Interaktion

Lernziele

• Kenntnis der wichtigsten Technologien, Verfahren und Vorgehensweisen im Bereich Interaktion und Mensch-Maschine-Kommunikation basierend auf der Analyse von Bilddaten, Audio- /Sprachdaten sowie weiteren Sensorsignalen
• Fähigkeit die Einsatzmöglichkeiten interaktiver Systeme insbesondere in Multimedia-Projekten in verschiedenen Anwendungsfeldern zu beurteilen
• Fähigkeit zur Realisierung einfacher interaktiver multimedialer Systeme

Inhalte

• Sensortechnologien (visuell, auditiv, physikalisch, physiologisch etc.)
• Verfahren zur Verarbeitung, Segmentierung und Analyse von Bild-/Videodaten sowie Audio- / Sprachdaten
• Mapping von Sensordaten
• Werkzeuge, Programmier- und Ablaufumgebungen zur Realisierung interaktiver Systeme
• Standardisierte und applikationsspezifische Schnittstellentechnologien (MIDI, OSC, etc.) und deren Anwendung
• Mediensteuerung (Aktuatoren, Mediengeräte, Anwendungsprogramme etc.)
• Implementierung einfacher interaktiver multimedialer Systeme

Entwurf von Software-Applikationen

Lernziele

• Fähigkeit zum Entwurf von objektorientierten Architekturen
• Fähigkeit der Anwendung grundlegender Entwurfsprinzipien
• Fähigkeit der Anwendung wichtiger Entwurfsmuster
• Fähigkeit zur Analyse von Software-Systemen
• Kenntnis der iterativ-inkrementellen Entwicklung
• Fähigkeit, Implementierung und Test von Software-Applikationen vorzubereiten

Inhalte

• Komplexe Systeme
• Anforderungsanalyse
• Objektorientierte Analyse
• Objektorientierter Architekturentwurf
• Grob- und Feinentwurf
• Entwurfsprinzipien
• Entwurfsmuster
• Refaktorisierung
• Modellbasierte Entwicklung
• Modellierung mit UML
• Domänenspezifische Sprachen

Implementierung von Software-Applikationen

Lernziele

• Fähigkeit zur Programmierung von Anwendungen mit grafischen Benutzerschnittstellen
• Beherrschung von Nebenläufigkeit und Programmierung nebenläufiger Programmteile (Threads)
• Kenntnis komplexer Klassenbibliotheken
• Fähigkeit zur Programmierung von Netzwerkanwendungen und Komponentensoftware

Inhalte

• Programmierung von Anwendungen mit grafischer Benutzeroberfläche
• Aufbau und Benutzung komplexer Klassenbibliotheken
• Layout
• Events
• Nebenläufigkeit (Threads)
• Gestaltungsrichtlinien für grafische Benutzeroberflächen
• Implementierung ausgewählter Entwurfsmuster (für grafische Benutzerschnittstellen)
• Netzwerkanwendungen
• Entwicklung parametrierbarer Software; Komponentensoftware

Lernziele

• Studierende sollen die erforderlichen Größen, Begriffe und Konzepte kennen, um Komponenten der Hochfrequenztechnik beschreiben und vermessen zu können
• Studierende sollen die Eigenschaften der für Funkübertragungssysteme erforderlichen Module kennen, insbesondere Grundkenntnisse zum Aufbau, zu Eigenschaften und zum Einsatz von Funkmodulen und Antennen
• Studierende sollen die wichtigsten Bestimmungen zum Personenschutz in Hochfrequenz-feldern und gesetzliche Anforderungen beim Betrieb von Sendern kennen
• Fähigkeit zur Analyse und Konzeption von Funkübertragungssystemen: Frequenzauswahl, Auswahl von Antennen, Sendemodulen, Empfangsmodulen
• Verständnis der Funktion aktueller Mobilfunknetze
• Kenntnis der Komponenten eines Mobilfunknetzes sowie von deren Zusammenspiel

Inhalte

• Hochfrequenztechnik(HF)-Grundlagen:
  
  • Grundlagen zu Felder und Wellen: Grundlagen zur Wellenausbreitung, Freiraumwellen, geführte Wellen, Wellenleiter
  • Grundlagen zur Hochfrequenztechnik: hin-und rücklaufende Wellen bei Leitungen, Kenndaten von Leitungen, Einführung in S-Parameter, Rauschen, Auswirkungen nichtlinearer Komponenten
  • Antennen: Aufbau, Eigenschaften und Kenndaten von Antennen, Schnittstelle Verstärker-Antenne bzw. Antenne-Vorverstärker
  • Komponenten der Hochfrequenztechnik: Aufbau, Eigenschaften und Auswahl von Komponenten für Sende- und Empfangsmodule
  • Standards und Grenzwerte: Personenschutz in Hochfrequenzfeldern, gesetzliche Anforderungen

• HF-Grundlagen Praktikum: Messtechnische Untersuchung von Leitungen, diversen HF-Komponenten, Funkmodulen, Antennen und Funkübertragungsstrecken

• HF-Anwendungen: Frequenzbereiche, Übertragungseigenschaften in verschiedenen Frequenzbereichen (LF, HF, VHF/UHF, Mikrowellen), Beschreibung von Funkkanälen, Systemaufbau, Pegelplan; Anwendungsbeispiele, z.B. Digitaler Rundfunk, Telemetrie-Funksysteme, Richtfunk

• Übungen zu HF-Anwendungen: Ermittlung der relevanten Parameter von Funksystemen an Beispielen, z.B. Sendeleistung, Antennengewinn, Empfängerempfindlichkeit u.a.

• Mobilfunknetze: Entwicklung von Funknetzen, Aufbau eines zellularen Mobilfunknetzes, Netzplanung, Radio Ressource Management, Mobility Management, Verbindungssteuerung (Call Control), Sicherheit im Mobilfunk

Nachrichtenübertragungstechnik

Lernziele
Grundlegende Fähigkeit zum Entwurf und zur Beurteilung von kommunikationstechnischen Übertragungssystemen

Inhalte

• Prinzipieller Aufbau von analogen und digitalen Übertragungssystemen
• Signalaufbereitung im Basis- und HF-Band
• Beschreibung der analogen und digitalen Modulationsverfahren im Zeit- und Frequenzbereich
• Vergleich der einzelnen Verfahren hinsichtlich von Bandbreiteneffizienz, Leistungseffizienz und Störverhalten
• Kanalmodelle, Multiplexverfahren, prinzipieller Aufbau von Sende- und Empfangseinrichtungen
• Analoge Modulationsverfahren
• Modulation, Demodulation, Mischung, Zwischenfrequenzumsetzung
• Störverhalten, SNR
• Digitale Modulationsverfahren
• I/Q-Modulation, -Demodulation
• Störverhalten, Bitfehlerraten
• Signalaufbereitung im Basisband, Optimalfilter
• PLL zur Träger-, Taktrückgewinnung
• Grundlagen der Signalübertragung über Leitungen im Zeit- und Frequenzbereich (Leitungstheorie)

Informationstheorie und Codierung

Lernziele

• Kenntnis der informationstheoretischen Grundlagen
• Kenntnis der wichtigsten Quellen- und Kanalcodierverfahren
• Fähigkeit zur Auswahl dem Einsatzzweck angemessener Verfahren

Inhalte

• Informationstheorie: Entropie, (Markov-)Quellen, Kanäle
• Quellencodierung: Lauflängen-, Huffman-, arithmetische und LZW-Codierung, Standbild-, Bewegtbild-, Audio-Kompression (JPEG, MPEG, MP3)
• Kanalcodierung: ARQ-/FEC-Verfahren, Fehlererkennbarkeit und -korrigierbarkeit, lineare Blockcodes, Faltungscodes, Viterbi-Decodierer

Nachrichtennetze

Lernziele

• Überblick über Verfahren und Methoden in Kommunikationsnetzen und die Fähigkeit, das Leistungsvermögen solcher Systeme zu beurteilen
• Die Fähigkeit, Netze planen zu können

Inhalte

• Netzplanung: Komponenten von Nachrichtensystemen, Netzstrukturen; Netzhierarchie, fehlertolerante und hochverfügbare Systeme, Behandlung von Service-Klassen beim Netzentwurf (Quality of Service), Policy-Mechanismen, Anwendungsbeispiele
• Informationsverarbeitung in Netzen: Switching- und Routing-Protokolle, Einführung in die Funktionsweise intelligenter Netze
• Verkehrstheorie: Verkehrstheoretische Begriffe, Verlust-/Wartesystem, M/M/1-Mode!l, Quality of Service in Paketnetzen.
• Funktionsweise von Kommunikationsnetzen: IP, MPLS, SDN, NGN, IMS
• Funktionsweise von Kommunikationsprotokolle für Nutzdaten (z. B. RTP) und Signalisierung (z.B. SIP)

Digitale Übertragungstechnik

Lernziele

• Vertiefte Kenntnisse grundlegender Verfahren der digitalen Übertragungstechnik
• Kenntnis grundlegender Kanalentzerrungsverfahren
• Kenntnis grundlegender klassischer wie auch moderner Ansätze zur Empfänger-Synchronisation
• Kenntnis der Grundlagen von MIMO-Systemen
• Fähigkeit zur Beurteilung und Auswahl der genannten Prinzipien
• Überblick über Methoden zur Realisierung digitaler Übertragungssysteme

Inhalte

• Sendermodell und Optimalempfänger im Basisband
• Tiefpass-/Bandpass-Transformation
• Kanalentzerrung
• Träger- und Symboltakt-Synchronisation
• OFDM
• Aufwandsgünstige Realisierungsmethoden für digitale Empfänger
• Praktische Arbeiten an Systemen zur digitalen Nachrichtenübertragung einschließlich Kodierung: Entwurf, Implementierung und messtechnische Analyse von ausgesuchten di-gitalen Übertragungsverfahren, Übertragung über reale Kanäle, Dimensionierung und Re-alisierung von Kanalkodierungsalgorithmen, Entzerrungsverfahren

Grundlagen der Kryptographie

Lernziele

Inhalte

IT-Sicherheit und Ergonomie

Lernziele

Inhalte

Einführung in die digitale Forensik

Lernziele

Inhalte

Cyber Security

Lernziele

Inhalte

Mobile Security

Lernziele

Inhalte

Informationstheorie und Codierung

Lernziele

• Kenntnis der informationstheoretischen Grundlagen
• Kenntnis der wichtigsten Quellen- und Kanalcodierverfahren
• Fähigkeit zur Auswahl dem Einsatzzweck angemessener Verfahren

Inhalte

• Informationstheorie: Entropie, (Markov-)Quellen, Kanäle
• Quellencodierung: Lauflängen-, Huffman-, arithmetische und LZW-Codierung, Standbild-, Bewegtbild-, Audio-Kompression (JPEG, MPEG, MP3)
• Kanalcodierung: ARQ-/FEC-Verfahren, Fehlererkennbarkeit und -korrigierbarkeit, lineare Blockcodes, Faltungscodes, Viterbi-Decodierer

Lernziele

• Kenntnis und Verständnis:
  • der Grundlagen des Maschinellen Lernens
  • der Unterschiede wissensbasierter und datengetriebener Ansätze
  • von Methoden des tiefen Lernens („Deep Learning“)
  • der Grenzen von maschinellem Lernen
• Die Fähigkeit, ein lernendes System für einen bestimmten Anwendungsfall entwerfen und implementieren zu können

Inhalte

• Grundlagen maschinellen Lernens
• Überwachtes und unüberwachtes Lernen
• Neuronale Netze bzw. Deep Learning
• Daten- und Modellselektion
• Metriken zur Qualitätsbeurteilung von Modellen
• Trainingsstrategien und -techniken
• Implementierung von lernenden Systemen in der Programmiersprache Python

Internetsicherheit

Lernziele

Studierende

• kennen die Kernpunkte eines menschlichen Dialogs und können Dialogstrukturen wie TurnTaking oder Grounding identifizieren.
• erklären die generelle Architektur und Komponenten eines multimodalen Dialogsystems für Sprach- und Gestenbedienung
• entwickeln für einen bestehenden Dialog notwendige Kontexte und können diese einem Dialogsystem zur Verfügung stellen, z.B. durch Prompt Engineering
• sind mit Transparenz, Vertrauen, sozialen und ethischen Aspekten von Dialogsystemen vertraut und setzen dies in eigenen Implementierungen um
• gestalten eigene multimodale Dialoge und können diese in einem bestehenden Framework implementieren

Inhalte

• Strukturen des menschlichen Dialogs bezogen auf sprachliche und gestische Kommunikation
• Kontext als wichtiger Faktor der menschlichen Kommunikation
• Regelbasierte und statistische Dialogsysteme
• Auf neuronalen Netzen basierende Dialogsysteme und ChatBots (Large Language Models, Prompt Engineering)
• Evaluation von Dialogsystemen
• Entwicklung und Implementierung von eigenen Dialogen mittels geeigneter Frameworks (Python)

Lernziele

• Kenntnis und Verständnis der grundlegenden Funktionsweisen und Prinzipien für hardwarebeschleunigte Inferenz von tiefen neuronalen Netzen
• Die Fähigkeit, ein Deep Learning System für eine Echtzeitanwendung auf eingebetteter Hardware implementieren bzw. portieren zu können.

Inhalte

• Die Arithmetik tiefer neuronaler Netze.
• Aufbau und grundlegende Funktionsweise von KI-Beschleuniger Hardware.
• Optimierungsstrategien für Modelle zur Nutzung auf eingebetteter Hardware.
• Portieren von tiefen neuronalen Netzen für eine eingebettete Plattform.
• Training sowie Inferenz von Deep Learning Systemen für eingebettete KI-Beschleuniger

siehe unter "Wahl einer Vertiefungsrichtung"

Lernziele

• Fähigkeit, ein abgegrenztes technisches Entwicklungsprojekt mit den im Studium erworbenen Kenntnissen anwendungsorientiert im Team durchzuführen
• Erwerb von Methoden-Kompetenz und sozialer Kompetenz
• Fähigkeit ein Projekt zu präsentieren und zu dokumentieren

Inhalte

• Aufgabenverteilung im Team, Problemlösung im Team, Anforderungs- und Aufwandsanalyse, Wirtschaftlichkeitsanalysen, Planung des Entwicklungsablaufs, Zeitplanung, Informationsmanagement, Methoden und Techniken der Entscheidungsfindung, Implementierungs-Strategien, Verifikation und Validierung, Einsatz rechnergestützter Verfahren
• Grundelemente der Kommunikation, Konfliktmanagement, Grundlagen des Projektmanagements
• Erstellen einer Projektdokumentation
• Projektkommunikation:
  
  • Formale und inhaltliche Aspekte einer Projektdokumentation
  • Präsentation des Projekts (bevorzugt in englischer Sprache)
  • Erstellen einer Kurzbeschreibung des Projekts, die gängigen Standards entspricht (bevorzugt in englischer Sprache)
• Beschaffung von Wissen - Informationskompetenz

Neben den fachwissenschaftlichen Wahlpflichtmodulen der gewählten Vertiefungsrichtung (Gruppe 1) sind noch weitere fachwissenschaftliche Wahlfpflichtmodule (Gruppe 2) zu belegen. Diese dienen der Vertiefung bestimmter Arbeitsgebiete nach Wahl des/der Studierenden. Der Katalog der fachwissenschaftlichen Wahlpflichtmodule der Gruppe 2 wird zu Beginn des Einschreibezeitraums veröffentlicht. Dieser Katalog und die darin bekannt gegebenen Studienziele und Studieninhalte sind verbindliche Bestandteile dieses Studienplans.