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Modul 1. Analoge und digitale Elektronik

1.1. Einführung: digitale Konzepte und Parameter

1.1.1. Analoge und digitale Größen
1.1.2. Binäre Ziffern, logische Pegel und digitale Wellenformen
1.1.3. Grundlegende logische Operationen 
1.1.4. Integrierte Schaltungen 
1.1.5. Einführung von programmierbarer Logik 
1.1.6. Messinstrumente
1.1.7. Dezimale, binäre, oktale, hexadezimale und BCD-Zahlen 
1.1.8. Arithmetische Operationen mit Zahlen
1.1.9. Fehlererkennung und Korrekturcodes
1.1.10. Alphanumerische Codes

1.2. Logikgatter

1.2.1. Einleitung 
1.2.2. Der Investor 
1.2.3. Das UND-Gatter 
1.2.4. Das OR-Gatter 
1.2.5. Das NAND-Gatter 
1.2.6. Das NOR-Gatter 
1.2.7. Exklusiv-OR- und NOR-Gatter 
1.2.8. Programmierbare Logik 
1.2.9. Feste Funktionslogik

1.3. Boolesche Algebra

1.3.1. Boolesche Operationen und Ausdrücke
1.3.2. Gesetze und Regeln der Booleschen Algebra 
1.3.3. De Morgans Theorem 
1.3.4. Boolesche Analyse von logischen Schaltungen 
1.3.5. Vereinfachung durch Boolesche Algebra
1.3.6. Standardformen der booleschen Ausdrücke 
1.3.7. Boolesche Ausdrücke und Wahrheitstabellen 
1.3.8. Karnaugh-Karten 
1.3.9. Minimierung einer Summe von Produkten und Minimierung eines Summenprodukts

1.4. Grundlegende kombinatorische Schaltungen

1.4.1. Grundlegende Schaltungen
1.4.2. Implementierung von kombinatorischer Logik
1.4.3. Die universelle Eigenschaft von NAND- und NOR-Gattern
1.4.4. Kombinatorische Logik mit NAND- und NOR-Gattern
1.4.5. Betrieb von Logikschaltungen mit Impulsfolgen
1.4.6. Addierer

1.4.6.1. Grundlegende Addierer 
1.4.6.2. Parallele Binäraddierer 
1.4.6.3. Tragen von Addierern

1.4.7. Komparatoren 
1.4.8. Dekodierer 
1.4.9. Kodierer 
1.4.10. Code-Konverter 
1.4.11. Multiplexer 
1.4.12. Demultiplexer 
1.4.13. Anwendungen

1.5. Latches, Flip-Flops und Timer

1.5.1. Grundlegende Konzepte
1.5.2. Latches 
1.5.3. Flankengetriggerte Flip-Flops 
1.5.4. Betriebseigenschaften von Flip-Flops

1.5.4.1. Typ D 
1.5.4.2. Typ J-K

1.5.5. Monostabil 
1.5.6. Instabil 
1.5.7. Der Timer 555 
1.5.8. Anwendungen

1.6. Zähler und Schieberegister

1.6.1. Asynchroner Zählerbetrieb
1.6.2. Synchroner Zählerbetrieb

1.6.2.1. Aufsteigend
1.6.2.2. Absteigend

1.6.3. Entwurf von synchronen Zählern
1.6.4. Kaskadenzähler
1.6.5. Zählerdekodierung
1.6.6. Anwendung von Zählern 
1.6.7. Grundlegende Funktionen von Schieberegistern

1.6.7.1. Schieberegister mit seriellem Eingang und parallelem Ausgang
1.6.7.2. Schieberegister mit parallelem Eingang und seriellem Ausgang
1.6.7.3. Schieberegister mit parallelem Eingang und Ausgang
1.6.7.4. Bidirektionale Schieberegister

1.6.8. Zähler auf der Grundlage von Schieberegistern 
1.6.9. Anwendungen von Zählerregistern

1.7. Arbeitsspeicher, Einführung in SW und programmierbare Logik

1.7.1. Prinzipien von Halbleiterspeichern
1.7.2. RAM-Speicher 
1.7.3. ROM-Speicher

1.7.3.1. Festwertspeicher 
1.7.3.2. PROM 
1.7.3.3. EPROM

1.7.4. Flash-Speicher 
1.7.5. Speichererweiterung 
1.7.6. Spezielle Speichertypen

1.7.6.1. FIFO
1.7.6.2. LIFO

1.7.7. Optische und magnetische Speicher 
1.7.8. Programmierbare Logik: SPLD und CPLD 
1.7.9. Makrozellen
1.7.10. Programmierbare Logik: FPGA 
1.7.11. Programmierbare Logik-Software 
1.7.12. Anwendungen

1.8. Analoge Elektronik: Oszillatoren

1.8.1. Oszillator-Theorie
1.8.2. Wien-Brücken-Oszillator
1.8.3. Andere RC-Oszillatoren 
1.8.4. Colpitts-Oszillator 
1.8.5. Andere LC-Oszillatoren 
1.8.6. Kristalloszillator
1.8.7. Quarz-Kristalle
1.8.8. Timer 555

1.8.8.1. Instabiler Betrieb 
1.8.8.2. Monostabiler Betrieb 
1.8.8.3. Schaltkreise

1.8.9. BODE-Diagramme

1.8.9.1. Amplitude 
1.8.9.2. Phase 
1.8.9.3. Übertragungsfunktion

1.9. Leistungselektronik: Thyristoren, Wandler, Wechselrichter

1.9.1. Einführung 
1.9.2. Konzept des Wandlers 
1.9.3. Arten von Wandlern
1.9.4. Parameter zur Charakterisierung von Wandlern

1.9.4.1. Periodisches Signal 
1.9.4.2. Darstellung im Zeitbereich 
1.9.4.3. Darstellung im Frequenzbereich

1.9.5. LeistungshalbleiterDer Leistungshalbleiter

1.9.5.1. Ideales Element 
1.9.5.2. Diode 
1.9.5.3. Thyristor 
1.9.5.4. GTO (Gate Turn-off Thyristor) 
1.9.5.5. BJT (Bipolar Junction Transistor) 
1.9.5.6. MOSFET 
1.9.5.7. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)

1.9.6. AC/DC-Wandler. Gleichrichter

1.9.6.1. Quadranten-Konzept 
1.9.6.2. Ungesteuerte Gleichrichter

1.9.6.2.1. Einzelne Halbwellenbrücke 
1.9.6.2.2. Vollwellenbrücke

1.9.6.3.Gesteuerte Gleichrichter

1.9.6.3.1. Einzelne Halbwellenbrücke 
1.9.6.3.2. Vollwellengesteuerte Brücke

1.9.6.4. DC/DC-Wandler

1.9.6.4.1. Abwärts-DC/DC-Wandler 
1.9.6.4.2. Aufwärts-DC/DC-Wandler

1.9.6.5. DC/DC-Wandler Wechselrichter

1.9.6.5.1. Rechteck-Wechselrichter 
1.9.6.5.2. PWM-Wechselrichter

1.9.6.6. AC/DC-Wandler. Zyklowandler

1.9.6.6.1. Zweipunktregler 
1.9.6.6.2. Phasensteuerung

1.10. Stromerzeugung, Fotovoltaikanlage. Gesetzgebung

1.10.1. Komponenten einer photovoltaischen Solaranlage 
1.10.2. Einführung in die Solarenergie 
1.10.3. Klassifizierung von Fotovoltaikanlagen

1.10.3.1. Eigenständige Anwendungen 
1.10.3.2. Netzgekoppelte Anwendungen

1.10.4. Elemente eines ISF

1.10.4.1. Solarzelle: grundlegende Merkmale 
1.10.4.2. Das Solarmodul 
1.10.4.3. Der Regulator 
1.10.4.4. Akkumulatoren. Batterie-Typen 
1.10.4.5. Der Investor

1.10.5. Netzgekoppelte Anwendungen

1.10.5.1. Einführung 
1.10.5.2. Elemente einer netzgekoppelten Photovoltaik-Solaranlage 
1.10.5.3. Auslegung und Berechnung von netzgekoppelten Photovoltaikanlagen 
1.10.5.4. Entwurf eines Solarparks 
1.10.5.5. Planung von gebäudeintegrierten Anlagen 
1.10.5.6. Interaktion der Anlage mit dem Stromnetz
1.10.5.7. Analyse möglicher Störungen und Qualität der Versorgung 
1.10.5.8. Messung des Stromverbrauchs 
1.10.5.9. Sicherheit und Schutzmaßnahmen in der Anlage 
1.10.5.10. Aktuelle Gesetzgebung

1.10.6. Rechtsvorschriften für erneuerbare Energien

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