Cir­cuit & Sys­tem De­sign

Die Vorlesung führt in die Analyse und den Entwurf analoger und digitaler Schaltungen und Systeme ein. Sie baut auf grundlegende Kenntnisse elektronischer Bauelemente (Bachelor-Level), sowie der Pflichtvorlesungen "Advanced System Theory" und "Modeling und Simulation" auf.

The lecture gives an introduction to analysis and design of analog and digital circuits and systems. It builds on basic knowledge of electron devices (bachelor-level) and the compulsory lectures "Advanced System Theory" and "Modeling and Simulation".

• Analysemethoden analoger Systeme
• Analysemethoden digitaler Systeme
• Grundschaltungen der Analog- und Digitaltechnik
• Modellierung und Simulation von Analog- und Digitalschaltungen
• Typische Komponenten und Sub-Systeme
• Anwendungsbeispiele

• Analysis methods for analog systems
• Analysis methods for digital systems
• Elementary analog and digital circuits
• Modeling and numerical simulation of analog and digital circuits and systems
• Typical components and subsystems
• Application examples

Fachkompetenz / Domain competence:

Der Studierende wird in der Lage sein,

• Analyse- und Entwurfsmethoden für analoge Systeme zu verstehen und zu beschreiben.
• Analyse- und Entwurfsmethoden für digitale Systeme zu verstehen und zu beschreiben.
• die Begrenzungen der verschiedenen Methoden zu beurteilen.
• das Verhalten einfacher analoger und digitaler Schaltungen zu verstehen und zu berechnen.
• ein numerisches Simulationswerkzeug für die Schaltungs- und Systemsimulation einzusetzen.
• Typische Komponenten und Subsysteme zu beschreiben.

The students will be able to

• describe appropriate methods for analysis and design of analog systems
• describe appropriate methods for analysis and design of digital systems
• assess the limitations of the different methods
• understand and calculate the behaviour of simple analog and digital circuits
• use a numeric simulation tool for electronic systems and circuit simulation
• describe typical components and subsystems

Fachübergreifende Kompetenzen / Key qualifications:

Die Vorlesung vermittelt ein Verständnis des Zusammenspiels von unterschiedlichen Modellierungsverfahren, mathematischen Analyse-Ansätzen und Simulationstechniken, und wie diese effektiv für den Entwurf technischer Systeme einzusetzen sind. Die Methoden des Entwurfs analoger elektronischer Systeme sind übertragbar auf den Entwurf zeit- und amplitudenkontinuierlicher Systeme. Die Methoden des Entwurfs digitaler elektronischer Systeme sind übertragbar auf den Entwurf von zeit- und amplitudendiskreten Systemen.

The lecture conveys an understanding of the interaction of different modeling techniques, mathematical analysis approaches, and numerical simulation, as well as how to apply these effectively to the design of technical systems. The methods for analog electronic design are transferrable to the design of continuous-time, continuous-amplitude systems. The methods for digital design are transferrable to the design of discrete-time, discrete-amplitude systems.

• Vorlesung mit Powerpoint-Präsentation und handschriftlichen Herleitungen auf Tablet und Beamer
• Übung zu einem Teil als handschriftliche Rechenübung mit Tablet und Beamer
• Übung zum andern Teil mit praktischen Aufgabenstellungen und Simulation mit LTspice
  
  

• Lecture with Powerpoint presentation and handwritten mathematical derivations using tablet and beamer
• One part of the exercises as handwritten calculation exercises using tablet and beamer
• Other part of exercises as practical design tasks using using LTspice simulation

Kenntnisse in Differenzialgleichungen, Laplace-Transformation, Netzwerkanalyse (Kirchhoffsche Gesetze etc.), elektronische Bauelemente (pn-Diode, MOS-Transistor, Bipolartransistor), grundlegende Kenntnisse des digitalen Schaltungsentwurfs (boolesche Algebra, Logikgatter usw.)

Good knoweledge in differential equations, Laplace transform, Fourier transform, electrical network analysis (Kirchhoff's laws etc.), Electron devices (pn-diode, MOS transistor, bipolar transistor), basic digital design (boolean algbra, logic gates etc.)

Keine / None

Schriftliche Prüfung / written exam

Englisch / English

Handouts und Literatur-Referenzen werden in der Vorlesung gegeben.

Handouts and literature references will be given in the lecture.