Raum: B1.1.11
Das Labor Computer Aided Engineering und industrielle Bildverarbeitung wird für verschiedene IEM-Lehrveranstaltungen genutzt, da dort leistungsfähige Rechner und Großmonitore zur Verfügung stehen.
Zugehörige Lehrveranstaltungen
- Industrielle Bildverarbeitung
- Computer Aided Engineering
- Planungsgrundlagen
PO Studienbeginn WS 2021/22:
- Schaltungstechnik [EIT_F_503]
- CAE (Computer Aided Engineering) [EIT-F-802]
- Elektromagnetische Wellen – Angewandte Feldtheorie [EIT-F-807]
- Grundlagen der industriellen Bildverarbeitung [EIT-F-901]
- Planung und Dokumentation in der Technischen Gebäudeausrüstung [EIT-F-408]
Laborversuche
- Schaltungstechnik [EIT_F_503]
- Versuch 1: Simulation mit idealen Operationsverstärkern
Verwendung von VCVS als OPAMP mit variabler Open Loop Gain. Bestimmung der tatsächlichen Verstärkung und der virtuellen Kurzschlussspannung in Abhängigkeit der Open Loop Gain. - Versuch 2: Simulation eines Class A und Class B – Verstärkers
Einstellung der Arbeitspunkte für die Schaltungen unter Berücksichtigung verschiedener Versorgungsspannungen sowie Bestimmung des Wirkungsgrades. Spektralanalyse. - Versuch 3: Simulationstechnische Bestimmung von Operationsverstärker Kenndaten und Vergleich mit Hersteller Datenblättern
Auswahl aus der Bestimmung der Offsetspannung, der Gleichtakt- und Differenzverstärkung, DMRR, PSRR, der Slew-Rate, Verstärkungsbandbreiteprodukt, Ein- und Ausgangsseitiger Aussteuerbereich - Versuch 4: Verwendung parametrisierbarer Simulationsmodelle für OPAMPs
Vergleich und Bewertung von Simulationsergebnissen mit idealen, parametrisierbaren und Herstellermodellen am Beispiel gängiger OPAMPs - Versuch 5: Untersuchung linearer OPAMP-Schaltungen
Simulation einer Auswahl von Spannungs-, Strom-, Transresistanz- bzw. Transkonduktanzverstärkers, Bestimmung des Innenwiderstandes von Stromquellenausgängen - Versuch 6: Entwurf eines Tiefpassfilters höherer Ordnung
Entwurf von idealen Filterstufen mit Übertragungsfunktionen (Laplace), Schaltungsdimensionierung und Analyse eines Butterworth Tiefpassfilters - Versuch 7: Entwurf eines Wheastone-Brückenoszillators
Schaltungsdimensionierung und Analyse eines Oszillators. Spektralanalyse.
- Versuch 1: Simulation mit idealen Operationsverstärkern
- CAE (Computer Aided Engineering) [EIT-F-802]
- Versuch 1: Schaltplaneingabe und Arbeitspunktanalyse anhand eines Widerstandsnetzwerkes, Eingabe von elektronischen Schaltungen in einen Stromlaufplan, ERC, Netzlisten, Bias-Point
- Versuch 2: Schaltplaneingabe und Arbeitspunktanalyse anhand Multidiodenschaltung, Stromlaufplanerstellung, Handkalkulation, ERC, Netzlisten, Bias-Point, Untersuchung der Ausgangsdatei
- Versuch 3: SPICE-Analyse im Netzlistenformat
Netzlistenbasierte Analyse einer Dioden-Transistor-Logik, Bestimmung der logischen Funktion anhand geeigneter Stimuli - Versuch 4: Arbeitspunktanalyse einer stromgegengekoppelten BJT-Verstärkerschaltung
Berechnungs- und Simulationsvergleich zur Vorwärtsstromverstärkung, Modifikation von Transistormodellparametern und Analyse des Einflusses auf die Stromverstärkung, Ausgangsarbeitsverschiebung - Versuch 5: Analyse einer Konstantstromquelle mit JFET
Bestimmung des Transkonduktanzparameters, Konstantstromeinstellung, Bestimmung des Wertebereichs des Lastwiderstandes - Versuch 6: Analyse eines Common-Source Amplifiers
Modifikation der NMOS-Transistorparameter, Effekte der Kanallängenmodulation, Bestimmung der Grenzfrequenz, Bestimmung des Ein- und Ausgangsspannungsbereichs - Versuch 7: Beheben von Konvergenzprobleme am Beispiel einer Oszillatorschaltung
Transientenanalye, Bestimmung der Oszillatorfrequenz, Verwendung von Initial Conditions - Versuch 8: Analyse der Restwelligkeit eines Zweiweggleichrichters
Bestimmung des Diodenstoßstroms, Ermittlung des mittleren Stroms, Bestimmung der notwendigen Sperrspannungswerte der Dioden, Mittelwertbildung der Ripple-Spannung, Frequenz der Ripplespannung - Versuch 9: Groß- und Kleinsignalanalyse anhand einer mehrstufigen OPAMP-Verstärkerschaltung
Offsetkompensation, Frequenzgang und Arbeitsbereich, Auswirkungen von Offsetproblemen - Versuch 11: Temperaturabhängigkeit Bipolar-Junction-Transistor
Ermittlung der Temperaturabhängigkeit anhand eines Transistorherstellerdatenblattes, Darstellung des Ausgangskennlinienfeldes des Transistors, Bestimmung der Stromverstärkung und der Early-Spannung, Ermittlung der Temperaturabhängigkeit anhand einer Perfomance-Analyse - Versuch 12: Simulation eines Oszilloskop-Tastkopfabgleichs
Definition von Parametervariablen, Parameteranalyse im Zeitbereich, Definition geeigneter Stimuli - Versuch 13: Worst-Case- und Monte-Carlo-Analyse anhand eines Multiple-Feedback-Bandpass-Filters 4. Ordnung
Definition von Bauteiltoleranzen z.B. für Widerstände und Kondensatoren, Ermittlung und Bewertung der Durchlasscharakteristik - Versuch 14: Einbinden von SPICE-Modellen, Symbol-Entwurf und Sensitivity-Analyse
Internet-Recherche für gewünschte SPICE-Modelle z.B. für OPAMPs, OPAMP-Makromodellierung Modellbibliothek, Symbolbibliothek, Symbo-Attribute, Sensitivity-Analyse, Analyse der Signalverzerrung an von Spektren - Versuch 15: Ermittlung von Laufzeitverzögerungen in Digitalschaltungen anhand eines universellen Schieberegisters
Digitalsimulation, Darstellung unterschiedler Logischer Pegel (0,1,R,F,X,Z)), Netzlistendarstellung bzw. SPICE-Syntax digitaler Komponenten, digitale Zeitmodelle, I/O-Modelle, Digitale Stimuli - Versuch 16: Vergleich analoger und digitaler Addierschaltungen Einsatz von A/D bzw. D/A SPICE-Makromodellen
- Elektromagnetische Wellen – Angewandte Feldtheorie [EIT-F-807]
- Versuch 1: Statische elektrische Felder (Plattenkondensator, Li-nienleiter, Zweidrahtleitung, Zylinderspule, Plattenkondensator etc.)
- Versuch 2: Statische magnetische Felder (Zylinderspule , Ringspule, koaxiale Anordnung, Magnetische Induktion)
- Versuch 3: Quasistatische Felder
- Versuch 4: Elektromagnetische Potentiale
- Versuch 5: Elektromagnetische Wellen
- Versuch 6: Übertragungsleitungen
- Versuch 7: Hohlraumresonator
- Versuch 8: Antennen
- Grundlagen der industriellen Bildverarbeitung [EIT-F-901]
- Hardware- und Software-Komponenten eines Bildverarbeitungssystems
- Farbbilder, Grauwertbilder, Binärbilder
- Helligkeit- und Kontrast-Modifikation, Schwellwert-Operationen
- Histogram Equalization
- Geometrische Entzerrung
- Kantenfilter
- 2D FFT
- Morphologische Kantenverdünnung
- Konturverfolgung: Objektdetektion und -vermessung
- Bildsegmentierung
- Planung und Dokumentation in der Technischen Gebäudeausrüstung [EIT-F-408]
- Entwurf elektrischer Schaltungen mit Hilfe von E-CAD-Software
- Schaltschrank-Entwurf
