Elektronik für Ingenieure und Naturwissenschaftler: mit 119 Tabellen
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| Previous Title: | Hering, Klaus Elektronik für Ingenieure |
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin [u.a.]
Springer
2005
|
| Edition: | 5., aktualisierte Aufl. |
| Series: | Springer-Lehrbuch
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverzeichnis Seite 658 - 660 |
| Physical Description: | XIX, 675 S. Ill., graph. Darst. 24 cm |
| ISBN: | 9783540243090 3540243097 |
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Inhalt
Grundlagen der Elektrotechnik.
Physikalische Größen und Einheiten.
Grundbegriffe.
1.2.1 Ladung.
1.2.2 Elektrischer Strom.
1.2.3 Elektrische Spannung.
1.2.4 Widerstand und Leitwert.
1.2.5 Elektrische Arbeit und elektrische Leistung.
1.2.6 Ohmsches Gesetz.
1.2.7 Richtungssinn.
1.2.8 Bildzeichen.
Elektrische Netze - Kirchhoffsche Regeln.
1.3.1 Knotenregel (1. Kirchhoffsches Gesetz).
1.3.2 Maschenregel (2. Kirchhoffsches Gesetz). 1
1.3.3 Anwendung der Kirchhoffschen Gesetze. 1
1.3.3.1 Reihenschaltung von Widerständen . 1
1.3.3.2 Parallelschaltung von Widerständen. 1
1.3.3.3 Meßbereichserweiterung. 1
1.3.3.4 Ausgewählte Meßanordnungen . 1
Grafische Verfahren zur Ermittlung von Strömen und Spannungen. 1
1.4.1 Reihenschaltung mit linearem Widerstand und einem Kaltleiter (PTC) . . 1
1.4.2 Reihenschaltung mit linearem Widerstand und zwei nichtlinearen
Bauelementen (Z-Dioden). 1
1.4.3 Schaltungskombination aus linearem Widerstand, Kaltleitcr und Heißleiter 1
Maschen- und Knotenanalyse. 1
1.5.1 Ersatzspannungs- und Ersatzstromquelle.
1.5.1.1 Ersatzspannungsquelle. 1
1.5.1.2 Ersatzstromquelle.
1.5.1.3 Äquivalente Zweipole.
1.5.2 Lineare Überlagerung (Superpositionsprinzip nach Helmholtz). 1
1.5.3 Berechnung elektrischer Netzwerke. 1
1.5.3.1 Lösung linearer Gleichungssysteme. 1
1.5.3.2 Maschenstromanalyse (Kreisstromverfahren) . 1
1.5.3.3 Knotenspannungsanalyse (Knotenpotentialanalyse) . 1
1.5.3.4 Vergleich der Maschenstrom- und Knotenspannungsanalyse. 1
1.5.4 Brückenschaltungen. 1
1.5.4.1 Berechnung mit der Maschenanalyse. 2
1.5.4.2 Berechnung mit der Methode der Ersatzspannungsquclle. 1
Grundlagen der Wechselstromlehre. 2
1.6.1 Grundlagen komplexer Rechnung. 2
1.6.1.1 Reelle, imaginäre und komplexe Zahlen . 2
1.6.1.2 Rechnen mit komplexen Zahlen. 2
1.6.2 Kenngrößen. 2
1.6.2.1 Wechselspannung und Wechselstrom. 2
VIII Inhalt
Inhalt
1.9
1.6.2.2
1.6.2.3
1.6.2.4
1.6.3
1.6.3.1
1.6.3.2
1.6.3.3
1.6.3.4
1.6.3.5
1.6.3.6
1.6.4
1.6.5
1.6.6
Effektivwert und Halbschwingungsmittehvert. 35
Scheitelfaktor (Crestfaktor). 36
Formfaktor. 36
Komplexe Rechnung im Wechselstromkreis. 36
Zeigerdarstellung komplexer Größen. 37
Ohmsches Gesetz. 37
Verhalten der Bauelemente. 39
Reihen- und Parallelschaltung . .
Äquivalente Umwandlungen . . .
Zusammengesetzte Schaltungen .
Nicht sinusförmige Wechselgrößen
Dämpfung und Verstärkung
. 39
. 43
. 44
. 45
. 46
Shannonsches Abtasttheorem. 49
1.7 Messung elektrischer Größen. 51
1.8 Grundlagen der Halbleiterphysik. 51
1.8.1 Materialien. 51
1.8.2 Energiebänder. 55
1.8.3 Ladungsträgerkonzentration. 57
1.8.3.1 Eigenleitung. 57
1.8.3.2 Störstellenleitung. 60
1.8.4 Beweglichkeit. 62
1.8.5 Leitfähigkeit. 63
1.8.6 Ausgleichsvorgänge. 64
1.8.6.1 Zeitverhalten . 65
1.8.6.2 Räumliche Ausbreitung einer Störung. 65
1.8.7 pn-Übergang . 67
1.8.7.1 Feld-und Potentialverlauf . 67
1.8.7.2 Strom-Spannungs-Kennlinie. 69
Herstellung kompletter Schaltungen
1.9.1
1.9.2
1.9.3
. 72
Leiterplatten. 72
Streifenleiter. 75
SMT
1.9.4 Dickschicht-Technologie
1.9.5 Dünnschicht-Technologie
1.9.6 Hybrid-Technologie . .
1.10 Bezeichnung elektrischer Größen
Passive Bauelemente
2.1 Elektronische Bauelemente
83
85
87
87
2.1.1 Übersicht. 87
2.1.2 Anforderungen und Anwendungsklassen. 87
2.1.3 Zuverlässigkeit. 88
2.1.3.1 Ursachen eines Ausfalls. 89
2.1.3.2 Mittlere Ausfallrate . 89
2.1.3.3 Durchschnittliche Lebensdauer . 91
2.1.3.4 Herstellgrenzqualität. 91
2.1.4 Normreihen. 92
2.1.5 Klassifikation von diskreten Halbleiter-Bauelementen
2.1.6 Datenblätter.
2.2 Widerstände.
2.2.1 Übersicht über die Widerstände.
2.2.2 Lineare Festwiderstände .
2.2.2.1 Drahtwiderstände.
2.2.2.2 Schichtwiderstände.
2.2.2.3 Metallglasurwiderstände .
2.2.3 Nichtlineare Widerstände.
2.2.3.1 Heißleiter (NTC-Widerstände).
2.2.3.2 Silicium-Widerstände.
2.2.3.3 KaUleiter (PTC-Widerstände).
2.2.3.4 Spannungsabhängige Widerstände (Varistoren, VDR)
2.2.3.5 Magnetfeldabhängige Widerstände (Feldplatten) . . .
2.2.4 Einstellbare Widerstände (Potentiometer) .
2.3 Kondensatoren.
2.3.1 Übersicht über die Kondensatoren.■ . . .
2.3.2 Kondensatoren mit dünnen Folien als Dielektrikum .
2.3.2.1 Aufbau.
2.3.2.2 Eigenschaften.
2.3.2.3 Selbstheilende Kondensatoren (MP und MK) . . . .
2.3.2.4 Kondensatoren für die Leistungselektronik.
2.3.3 Elektrolyt-Kondensatoren.
2.3.4 Keramik-Kondensatoren.
2.3.4.1 Werkstoffe und Einteilung.
2.3.4.2 Eigenschaften.
2.3.4.3 Bauformen.
2.3.5 Einstellbare Kondensatoren.
2.4. Induktivitäten.
2.4.1 Kerneigenschaften.
2.4.1.1 Luftspulen .
2.4.1.2 Induktivitäten mit Kern.
2.4.1.3 Kernformen.
2.4.1.4 Ersatzschaltbilder .
2.4.1.5 Hysteresekurve.
2.4.1.6 Ferrimagnetisches Material.
2.4.1.7 Ferromagnetika.
2.4.2 Wicklungseigenschaften.
2.4.2.1 Zylinderwicklung
2.4.2.2 Wicklungskapazität.
2.4.2.3 Scheibenwicklung .
2.4.2.4 Ringkernspule (Toroid).
2.4.2.5 Induktivität einer Zylinderspule.
2.5 Dioden.
2.5.1 Schaltdioden.
2.5.2 Schottky-Dioden.
2.5.3 Gleichrichterdioden .
2.5.3.1 Netzgleichrichter.
2.5.3.2 Schnelle Gleichrichterdioden.
X
Inhalt
2.5.4 Schottky-Leistungsdioden. 144
2.5.5 Z-Dioden. 145
2.5.6 Diac-Triggerdioden. 146
2.5.7 Fotodioden. 147
2.5.8 Kapazitätsdioden . 149
2.5.9 pin-Dioden. 150
2.5.10 Step-Recovery-Diodcn. 153
2.5.11 Tunneldioden. 154
2.5.12 Backwarddioden. 155
Aktive Bauelemente. 156
3.1. Transistoren
156
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.3.1
3.1.3.2
3.1.3.3
3.1.3.4
3.1.3.5
3.1.3.6
3.1.4
3.1.4.1
3.1.4.2
3.1.4.3
3.1.4.4
3.1.5
3.1.5.1
3 1 5.2
L
3.1.5.4
3.1.5.5
3.1.6
3.1.7
Arten von Transistoren und deren Aufbau . 156
Beschaltung und Funktion des Transistors . 158
Wichtige Kennwerte von Transistoren . 159
Eingangswiderstand . 159
Stromverstärkung. 160
Ausgangsleitwert. 162
Spannungsrückwirkung. 162
/i-Parameter als Transistorkennwerte. 163
Rauschen. 163
Weitere Kennwerte. 165
Restströme. 165
Sperrschichtkapazitäten. 165
Transitfrequenz . 166
Schaltzeiten. 166
Transistor-Grenzwerte . . .
Sperrspannungen.
Ströme.
Temperaturen.
Verlustleistung.
Erlaubter Arbeitsbereich . .
Typenschlüsscl für Halbleiter
Transistordatenblatt . . . .
166
166
166
167
167
167
168
168
3.2 Analoge Grundschaltungen mit bipolaren Transistoren
173
173
175
177
178
180
180
3.2.1 Emitterschaltung
3.2.1.1 Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung . . .
3.2.1.2 Einstellung des Arbeitspunktes.
3.2.1.3 Praktische Dimensionierung der Emitterschaltung
3.2.1.4 Emitterschaltung mit Spannungsgegenkopplung .
3.2.1.5 Emitterschaltung bei höheren Frequenzen .
3.2.2 Kollektorschaltung.181
3.2.2.1 Bootstrapschaltung.182
3.2.3 Basisschaltung.183
3.2.4 Stromquelle.185
3.2.5 Differenzverstärker.185
3.2.5.1 Gleichtaktverstärkung .187
3.2.5.2 Gleichtaktunterdrückung. 187
3.2.5.3 Korrektur der Offsetspannung. 188
3.2.5.4 Gegenkopplung im Differenzverstärker.189
3.4
3.5
3.2.6 Darlingtonschaltung.
3.2.7 Verstärker für höhere Frequenzen.
3.2.7.1 Grenzen der Verstärkung (Verstärkungs-Bandbreite-Produkt)
3.2.8 Kaskodeschaltung.
3.3 Feldeffekttransistoren
3.3.1
3.3.1.1
3.3.1.2
3.3.1.3
3.3.1.4
3.3.1.5
3.3.2
3.3.2.1
3.3.2.2
3.3.2.3
3.3.2.4
3.3.3
3.3.3.1
3.3.3.2
3.3.3.3
3.3.3.4
3.3.3.5
3.3.3.6
3.3.4
3.3.4.1
3.3.4.2
3.3.4.3
3.3.4.4
Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (JFET).
Kennlinien und Arbeitsbereiche des Feldeffekttransistors
Ohmscher Bereich.
Triodenbereich.
Abschnürbereich.
Durchbruchbereich.
MOS-Feldeffekttransistoren.
Eingangswiderstand .
Steilheit.
Ausgangsleitwert.
Spannungsrückwirkung.
Weitere Kennwerte der Feldeffekttransistoren.
7-Parameter als Kennwerte des Feldeffekttransistors . .
Rauschen.
Restströme.
Temperaturver^alten.
Grenzfrequenz.
Schaltzeiten.
Grenzwerte der Feldeffekttransistoren.
Ströme.
Sperrspannungen.
Temperaturen.
Verlustleistung und erlaubter Arbeitsbereich.
Schaltungstechnik mit Feldeffekttransistoren .
3.4.1 Übergang vom bipolaren Transistor zum Feldeffekttransistor
3.4.2 Grundschaltungen der Feldeffekttransistoren.
3.4.3 Stabilisierung des Arbeitspunktes und der Verstärkung
durch Gegenkopplung.
3.4.4 Wirkung der Gegenkopplung.
3.4.5 Differenzverstärker mit Feldeffekttransistoren.
3.4.6 Steuerbare Spannungsteiler mit Feldeffekttransistoren . . .
3.4.7 Feldeffekttransistoren als Schalter für analoge Signale . . .
3.4.8 Dual-Gate-MOSFETCDoppelgate-MOSFET).
3.4.9 MOSFET-Leistungstransistoren für Schalter .
3.4.10 MOSFET-Leistungstransistoren für analoge Verstärker . . .
Lineare und nichtlineare Verstärker.
3.5.1 Wichtige Eigenschaften linearer Verstärker.
3.5.2 Herleitung der Oberschwingungen und der Mischprodukte . . .
3.5.3 Meßverfahren zur Beurteilung von Verstärkern.
3.5.4 Nichtlineare Verstärker.
3.5.5 Aufbau linearer Verstärker in der Praxis.
3.5.6 Schaltungstechnische Besonderheiten gegengekoppelter Verstärker
3.5.7 Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang mit Halbleitern.
XII Inhalt
4 Hochfrequenz (HF)-Verstärker.
4.1 Anpassung und Reflexion.
4.2 Transport der Hochfrequenz auf Leitungen
4.3 Wellenwiderstand einer Hochfrequenzleitung
. 218
. 218
. 219
. 220
4.4 Eingangs- und Ausgangswiderstände von HF-Transistoren. 221
4.4.1 S-Parameter. 222
4.4.2 Definition der S-Parameter. 222
4.4.3 Messung der S-Parameter. 223
4.5 Rauschparameter. 224
4.5.1 Rauschfaktor. 225
4.5.2 Rauschen bei mehrstufigen Verstärkern. 225
4.6 Darstellung komplexer Größen . 226
4.7 Anwendung des Smith-Diagramms. 228
5 Bauelemente der Leistungselektronik . 232
5.1 Thyristor. 232
5.1.1 Statische Kennlinien. 232
5.1.2 Dynamische Kennlinien. 235
5.1.3 Schutzbeschaltung. 235
5.1.4 Kühlung . 236
5.1.5 Spannungssteuerung mit Thyristoren. 237
5.2 Triac. 238
5.3 Abschaltthyristor (GTO). 238
5.4 Insulated-Gate-Bipolar-Transistor (IGET). 239
6 Optoelektronik. 240
6.1 Einleitung. 240
6.2 Radiometrische und fotometrische Größen. 241
6.2.1 Radiometrische Größen. 241
6.2.2 Fotometrische Größen. 242
6.3 Halbleiter-Sender. 244
6.3.1 Strahlungsemission aus Halbleitern. 244
6.3.2 Lumineszenzdioden. 245
6.3.3 Halbleiterlaser. 253
6.4 Displays. 259
6.4.1 Anthropotechnische Gesichtspunkte. 259
6.4.2 Displaytypen . 260
6.4.3 Analoganzeigen.
6.4.4 Numerische Anzeigen.
6.4.5 Alphanumerische Anzeigen.
6.5 Halbleiter-Detektoren.
6.5.1 Strahlungsabsorption in Halbleitern . .
6.5.2 Gütekriterien von Detektoren .
6.5.3 Fotowiderstand.
6.5.4 Fotodiode.
6.5.5 Solarzelle.
6.5.6 Fototransistor.
6.5.7 Fotothyristor.
6.5.8 Bildsensoren.
6.6 Optokoppler.
6.7 Lichtwellenleiter.
7 Sensoren.
7.1 Grundlagen.
7.1.1 Definition und Einteilung.
7.1.2 Wirtschaftliche und technische Bedeutung
7.2 Sensoren für die wichtigsten Meßgrößen .
7.2.1 Weg- und Positions-Sensoren.
7.2.2 Kraft- und Druck-Sensoren.
7.2.3 Temperatur-Sensoren.
7.3 Werkstoffe und Technologien.
7.3.1 Siliciumtechnik .
7.3.1.1 Vorteile von
7.3.1.2 Physikalische Effekte.
7.3.2 Dünnschichttechnik.
7.3.2.1 Verfahren.
7.3.2.2 Anwendungen.
7.3.3 Dickschichttechnik.
7.3.4 Faseroptische Sensoren.
7.3.4.1 Modulation der Lichtintensität .
7.3.4.2 Modulation der Wellenlänge.
7.3.4.3 Modulation der Polarisation.
7.3.5 Chemische Sensoren.
7.3.5.1 Elektrochemische Sensoren.
7.3.5.2 Chemische Feldeffekttransistoren . . .
7.3.5.3 Optochemische Sensoren (Optoden) . .
7.4 Bevorzugte Einsatzgebiete.
8 Analoge integrierte Schaltungen.
8.1 Herstellung und Technologie.
XIV Inhalt
Inhalt
8.2 Operationsverstärker. 324
8.2.1 Idealer und realer Operationsverstärker. 325
8.2.2 Schaltungstechnischer Aufbau. 325
8.2.2.1 Eingangsstufe als Differenzverstärker. 328
8.2.2.2 Zweite Stufe als Spannungsverstärker. 329
8.2.2.3 Endstufe als Stromverstärker. 330
8.2.3 Beispiel eines Standardverstärkers. 331
8.2.4 Operationsverstärker für höhere Anforderungen. 333
8.2.5 Stabilitätsbetrachtung. 334
8.3 Operationsverstärker mit statischer Beschaltung. 337
8.3.1 Invertierender Spannungsverstärker . 340
8.3.2 Nicht invertierender Spannungsverstärker. 341
8.3.3 Subtrahierverstärker. 342
8.3.4 Schmitt-Trigger . 344
8.3.5 Nichtlinearer Verstärker. 345
8.3.6 Addierender Verstärker, invertierend. 347
8.3.7 Addierender Verstärker, nicht invertierend . 347
8.3.8 Konstantstromquellen . 348
8.3.9 Idealer Einweggleichrichter. 349
8.3.10 Zweiweggleichrichter ohne gemeinsames Potential. 349
8.3.11 Zweiweggleichrichter mit gemeinsamem Potential. 350
8.3.12 Spitzenwertgleichrichter. 351
8.3.13 Logarithmierschaltung. 351
8.3.14 Delogarithmierschaltung (Exponentialverstärker) . 353
8.4 Operationsverstärker mit dynamischer Beschaltung. 354
8.4.1 Integrator. 356
8.4.2 Differenzierer. 358
8.4.3 Filterschaltungen. 360
8.4.3.1 Tiefpaß 1. Ordnung. 360
8.4.3.2 Tiefpaß 2. Ordnung . 361
8.4.3.3 Hochpaß 1. Ordnung. 364
8.4.3.4 Hochpaß 2. Ordnung. 365
8.4.3.5 Bandpaß (selektives Filter) . 365
8.4.3.6 Bandsperre. 368
8.4.3.7 Filier höherer Ordnung. 369
8.5 Weitere wichtige integrierte Analogschaltungen . 369
8.5.1 Komparatoren. 369
8.5.2 Spannungsregler. 370
8.5.3 Bandgap-Referenzelement. 371
9 Digital-Analog- und Analog-Digital-Wandler. 375
9.1 Digital-Analog-Wandler (DA-Wandler). 375
9.1.1 R^R-Leiternetzwerk. 375
9.1.2 Multiplizierender DA-Wandler. 376
9.1.3 Vier-Quadranten multiplizierender DA-Wandler. 378
9.1.4 DA-Wandler mit fester Referenzspannung. 379
9.1.5 Datenwandler mit mikroprozessorkompatibler Schnittstelle. 379
9.1.6 Unerwünschte Spitzen beim Weiterzählen des digitalen Eingangswertes . . 380
9.1.7 Fehler bei der Datenumsetzung. 381
9.2 Analog-Digital-Wandler
11.2
11.3
9.2.1 Integrierende Analog-Digital-Wandler
9.2.2 Analog-Digital-Wandler nach dem Prinzip der sukzessiven Approximation
9.2.3 Abtast- und Halteschaltung (Sample and Hold).
9.2.4 Parallel-Analog-Digital-Wandler.
9.2.5 Analog-Digital-Wandler nach dem
10 Analoge Regelungstechnik.
10.1 Steuerung und Regelung .
10.2 Beispiel einer elektronischen Regelung.
10.3 Beispiel einer elektronisch-mechanischen Regelung .
10.4 Grundsätzliche Betrachtung einer Regelung
10.5 Elemente des Regelkreises und ihre Eigenschaften .
10.6 Vorgehen beim Entwurf einer stabilen Regelung.
10.6.1 Aufbau.
10.6.2 Stabilitätsbedingung.
10.6.3 Beurteilung eines Regelkreises mit dem Bode-Diagramm
10.6.4 Einschwingverhalten.
10.6.5 Verbleibende Abweichung.
10.7 Zusammenfassung
11 Grundlagen der digitalen Schaltungstechnik
11.1 Zahlensysteme
11.1.1
11.1.2
11.1.3
11.1.4
11.1.4.1
11.1.4.2
Kodes .
11.2.1
11.2.2
11.2.3
11.2.4
11.2.5
11.2.6
Duales
Hexadezimales Zahlensystem.
BCD-Zahlensystem.
Erweiterungen des binären Zahlensystems
Negative Zahlen.
Festkomma- und Gleitkommazahlen . .
Gray-Kode.
Fernschreibe-Kode . . .
ASCII-Kode.
Redundante Kodes . . .
Fehlererkennende Kodes
Fehlerkorrigierende Kodes
Grundlagen der Booleschen Algebra . . . .
11.3.1 Binäre Verknüpfungen.
11.3.2 Gesetze von
11.3.2.1 Gesetze der Schaltalgebra.
XVI Inhalt
Inhalt
11.3.2.2 Gesetze von De Morgan. 429
11.3.3 Entwicklung einer Schaltung mit Hilfe der Booleschen Algebra. 432
11.4 Minimierung nach Karnaugh-Veitch. 434
11.4.1 Grundlagen. 434
11.4.2 Karnaugh-Veitch-Diagramm für drei Eingangsvariable. 436
11.4.3 Karnaugh-Veitch-Diagramm für vier Eingangsvariable. 437
11.4.4 Karnaugh-Veitch-Diagramm für fünf Eingangsvariable. 439
11.4.5 Karnaugh-Veitch-Diagramm für sechs und mehr Eingangsvariable . 440
11.4.6 Beispiele zur Karnaugh-Veitch-Minimierung. 442
14
12 Digitale Bauelemente
12.2
12.3
446
12.1 Logikfamilien. 447
;; ;
12.1.1
12.1.2 FAST. 454
12.1.3 CMOS. 455
12.1.4 High-Speed-CMOS. 458
12.1.5 ECL. 461
12.1.6 Schaltzeichen und Gehäuseformen. 463
Speicherbauteile und Speicheraufbau. 470
12.2.1 Flüchtige Speicher. 471
12.2.2 Nicht flüchtige Speicher. 473
12.2.3 Sonderformen von Speicherbauteilen. 475
12.2.4 Aufbau großer Speichersysteme. 476
Mikrorechner. 47g
12.3.1 Mikroprozessoren. 479
12.3.2 Single-Chip-Mikrocomputer. 480
12.3.3 RISC-Computer.'482
12.3.4 Transputer . 483
13 Entwicklung digitaler Schaltungen
13.1 Entwicklungsphasen .
13.2 Pulsfahrplan
490
13.3 Leitungen für digitale Signale. 493
13.3.1 Bandbegrenzung digitaler Signale . 494
13.3.2 Reflexionen. 495
13.3.2.1 Abgeschlossene Leitung. 495
13.3.2.2 Offene Leitung.
13.4. Störfreier Entwurf digitaler Schaltungen (Glitch-Free-Design). 506
13.5 Phase
13.5.1 Grundlagen. 509
13.5.2 Digitaler
13.5.3 Tiefpaß I.Ordnung . 5I7
14.1
15.3
Übersicht.
14.1.1 Digitale ASIC-Farnilien
14.1.2 Analoge
14.2 Programmierbare logische Bauteile
14.2.1 Aufbau des
14.2.1.1 Eingangsschaltung des PAL.
14.2.1.2 Verknüpfungen im AND-Array.
14.2.1.3 Verknüpfungen im OR-Array.
14.2.1.4 Ausgangsschaltungen.
14.2.2 Realisierung einer Schaltung.
14.2.3 Testen von PLD-Bauteilen .
14.3 Digitale
14.3.1 Kanal-Gate-Array.
14.3.2 Kanallose
14.3.3 Programmierbare
14.3.3.1 Logic
14.3.3.2
14.4
14.4.1 Aufbau der Standard-Zellen-ASIC.
14.4.2 Elektronenstrahl-Direkt-Schreibverfahren.
14.4.3 Standardisierte Kundenschaltkreise (Application
ASSP) .
15 Speicherprogrammierbare Steuerungen
15.1 Einführung
15.2 Aufbau und Wirkungsweise
Programmierung speicherprogrammierbarer Steuerungen
15.3.1 Befehlsvorrat einer SPS.
15.3.2 Arten der Programmdarstellung.
15.4 Programmierung einfacher Steuerungsfunktionen
15.4.1 Steuerungen mit Verknüpfungsfunktionen .
15.4.1.1 ODER-Funktion, UND-Funktion und Negation
15.4.1.2 Disjunktive und
15.4.2 Speicherfunktion.
15.4.3 Auswertung von Signalflanken.
15.4.4 Zeitgeberfunktion.
15.4.5 Zähler .
15.4.6 Realisierung von Ablaufsteuerungen.
15.5 Programmierung mit Software-Bausteinen
15.6 Programmiereinrichtungen.
XVIII
16 Schnittstellen, Bussysteme und Netze. 568
16.1 Einführung. 568
16.2 Grundbegriffe der Datenübertragung. 568
16.2.1 Arten der Verbindung, des Betriebs und der Übertragung. 569
16.2.2 Datenformate und Steuerzeichen bei serieller Übertragung. 570
16.2.3 Übertragungssteuerung (Handshake) . 571
16.3 Schnittstellen
16.4
16.5
571
16.3.1 Centronics-Schnittstelle . 571
16.3.2 IEC-Bus. 573
16.3.3 V^-Schnittstelle. 575
16.3.3.1 Mechanische Eigenschaften. 575
16.3.3.2 Funktionale Eigenschaften. 575
16.3.3.3 Elektrische Eigenschaften .*. 576
16.3.3.4 Verbindungen und Fehlersuche. 576
16.3.3.5 Anschlußmöglichkeiten . 577
16.3.3.6 Funktionsüberprüfung. 579
16.3.3.7 V^-Schnittstelle in der Datenfernübertragung. 579
Bussysteme. 581
16.4.1 Parallele Bussysteme. 581
16.4.2 Serielle Bussysteme. 582
Netze. 584
16.5.1 Einführung. 584
16.5.2 Global
16.5.3 Wide
16.5.4 Lokale Netze (LAN) . 586
16.5.5 OSI-Modell mit sieben Schichten. 587
16.5.5.1 Beschreibung. 587
16.5.5.2 Schichten des OSI-Modells. 589
16.5.6 SNA-Modell (System Network
16.5.7 DNA-Modell (Digital Network
16.5.8 Zugriffsverfahren bei Netzen. 594
16.5.8.1 Kollisionsbehaftete Verfahren. 594
16.5.8.2 Kollisionsfreie Verfahren. 596
16.5.9 MAP- und TOP-Standards. 600
16.5.9.1 MAP-Standard (Bitbus zur Fertigungssteuerung). 600
16.5.9.2 TOP-Standard . . . 602
16.5.10 ISDN. 603
16.5.10.1 ISDN-Konzept. 603
16.5.10.2 ISDN-Konzept im OSI-Modell. . 604
16.5.10.3 ISDN-Dienste mit Bitraten bis zu 64 kBit/s . 605
16.5.10.4 Kommunikation mit privaten Netzen (LAN). 605
16.5.11 Kopplung von Netzen. 606
16.5.12 Planung von lokalen Netzen. 608
16.5.12.1 Allgemeine Anforderungen. 608
16.5.12.2 Einführung eines hierarchischen Kommunikationskonzeptes. 608
16.5.12.3 Einsatz von Lichtwellenleitern. 609
16.5.12.4 Vorgehensweise bei der Planung von Netzen. 610
17 Stromversorgung.
17.1 Arten der Spannungsquellen (Energiequellen) .
17.2 Verschiedene Ausführungen der Stromversorgung . .
17.2.1 Potentialtrennung.
17.2.2 Transformator.
17.2.3 Transformator-Netzteil.
17.2.4 Gleichrichter-Schaltungen.
17.2.5 Lineare Regler.
17.3 Getaktete Stromversorgungen.
17.3.1 Pulsbreitenmodulation.
17.3.2 Durchflußwandler.
17.3.2.1 Tiefsetzsteller.
17.3.2.2 Eintakt-Flußwandler mit Transformator . .
17.3.2.3 Flußwandler-Varianten.
17.3.2.4 Transduktor (Sättigungsdrossel).
17.3.3 Sperrwandler.
17.3.3.1 Hoch- und Tiefsetzsteller.
17.3.3.2 Sperrwandler mit Transformator.
17.3.3.3 Hochsetzsteller.
17.3.4 Resonanzwandler.
17.3.5 Eingangsfilter.
17.4 Regelungstechnik.
17.4.1 Fühlerleitungen.
17.4.2 Regelung eines Flußwandlers.
17.5 Wirkungsgrad.
17.5.1 Entwärmung (Wärmeübertragung) .
17.6 Gesetzliche Vorschriften und Normen.
17.6.1 Produkthaftung. . . .
17.6.2 Sicherheit .' . . . .
17.6.2.1 Elektrische Sicherheit.
17.6.2.2 Brandschutz.
17.6.3 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) .
17.6.4 Netzrückwirkungen; Netzoberschwingungen
18 Lösungen der Übungsaufgaben
19 Weiterführendes Schrifttum
20 Sachwortverzeichnis |
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