Holdings: Vieweg Handbuch Elektrotechnik

Vieweg Handbuch Elektrotechnik: Grundlagen und Anwendungen für Elektrotechniker

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Bibliographic Details
New Title:	Handbuch Elektrotechnik
Other Authors:	Böge, Wolfgang (Editor)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Wiesbaden Vieweg 2007
Edition:	4., überarb. Aufl.
Subjects:	Elektrotechnik Lehrbuch
Online Access:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XXXVIII, 1143 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	9783834801364 3834801364

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adam_text	WOLFGANG BOEGE (HRSG.) WILFRIED PLASSMANN (HRSG.) VIEWEG HANDBUCH ELEKTROTECHNIK GRUNDLAGEN UND ANWENDUNGEN FUER ELEKTROTECHNIKER 4., UEBERARBEITETE AUFLAGE MIT 1726 ABBILDUNGEN UND 281 TABELLEN 3 VIEWEG INHALTSVERZEICHNIS VII INHALTSVERZEICHNIS MATHEMATIK I ARITHMETIK L 1 MENGEN 1 2 AUSSAGEFORMEN UND LOGISCHE ZEICHEN 1 2.1 AUSSAGEFORMEN 1 2.2 LOGISCHE ZEICHEN 1 2.3 VOLLSTAENDIGE INDUKTION 2 3 EINTEILUNG DER ZAHLEN 2 4 GRUNDRECHENARTEN 3 5 GRUNDLEGENDE RECHENREGELN 4 5.1 BUCHSTABENRECHNEN 4 5.2 KEHRWERT, QUERSUMME 4 5.3 TEILBARKEITSREGELN 4 5.4 PUNKTRECHNUNG VOR STRICHRECHNUNG 4 5.5 POTENZRECHNUNG VOR PUNKTRECHNUNG 4 5.6 GRUNDGESETZE DER ADDITION UND MULTIPLIKATION 5 5.7 GRUNDREGELN DER KLAMMERRECHNUNG 5 5.8 MULTIPLIKATION MIT KLAMMERN 5 5.9 INDIZES, SUMMENZEICHEN, PRODUKTZEICHEN 6 5.10 BINOMISCHE FORMELN 6 5.11 FAKULTAETEN, BINOMIALKOEFFIZIENTEN UND PASCALSCHES DREIECK 6 5.12 BINOMISCHER LEHRSATZ 7 5.13 DIVISION MIT KLAMMERN 8 6 BRUCHRECHNUNG 8 6.1 DEFINITIONEN 8 6.2 ERWEITERN UND KUERZEN 8 6.3 ADDIEREN UND SUBTRAHIEREN GLEICHNAMIGER BRUECHE 9 6.4 ADDIEREN UND SUBTRAHIEREN UNGLEICHNAMIGER BRUECHE 9 6.5 MULTIPLIZIEREN VON BRUECHEN 9 6.6 DIVIDIEREN VON BRUECHEN 10 7 POTENZ- UND WURZELRECHNUNG 10 7.1 DEFINITION DER POTENZ 10 7.2 REGELN DER POTENZRECHNUNG 10 7.3 DEFINITION DER WURZEL 11 7.4 REGELN DER WURZELRECHNUNG 12 8 DEZIMALZAHLEN UND DUALZAHLEN 14 8.1 DEZIMALSYSTEM 14 8.2 DUALSYSTEM 14 8.3 RUNDEN 15 9 LOGARITHMEN 15 9.1 DEFINITION DES LOGARITHMUS 15 9.2 SPEZIELLE BASEN 15 9.3 REGELN DER LOGARITHMENRECHNUNG 16 9.4 ZUSAMMENHANG VON LOGARITHMEN MIT VERSCHIEDENEN BASEN 16 9.5 DEKADISCHE LOGARITHMEN 17 10 MITTELWERTE 17 10.1 ARITHMETISCHES MITTEL 17 10.2 GEOMETRISCHES MITTEL 17 10.3 HARMONISCHES MITTEL 17 10.4 QUADRATISCHES MITTEL 18 11 UNGLEICHUNGEN 18 11.1 DEFINITIONEN UND RECHENREGELN 18 11.2 ABSOLUTBETRAG 18 11.3 INTERVALLE 19 VIII INHALTSVERZEICHNIS 12 KOMPLEXE ZAHLEN 19 12.1 ALGEBRAISCHE FORM 19 12.2 TRIGONOMETRISCHE FORM 20 12.3 ADDIEREN UND SUBTRAHIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 21 12.4 MULTIPLIZIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 21 12.5 DIVIDIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 22 12.6 POTENZIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 22 12.7 RADIZIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 23 12.8 EULERSCHE FORMEL 23 II GLEICHUNGEN 24 1 GLEICHUNGSARTEN 24 2 AEQUIVALENTE UMFORMUNGEN 25 3 LINEARE GLEICHUNGEN 26 4 PROPORTIONEN 26 5 QUADRATISCHE GLEICHUNGEN 27 5.1 DEFINITIONEN 27 5.2 LOESUNGSVERFAHREN 27 5.2.1 SONDERFAELLE 27 5.2.2 NORMALFORM 28 5.2.3 ALLGEMEINE FORMEN 29 5.2.4 ZERLEGUNG IN LINEARFAKTOREN 29 5.3 SATZ VON VIETA FUER QUADRATISCHE GLEICHUNGEN 29 6 ALGEBRAISCHE GLEICHUNGEN HOEHEREN GRADES 30 6.1 KUBISCHE GLEICHUNGEN 30 6.2 POLYNOMDIVISION 31 6.3 GLEICHUNGEN VIERTEN GRADES 32 6.4 GLEICHUNGEN N-TEN GRADES 33 6.5 SATZ VON VIETA FUER GLEICHUNGEN N-TEN GRADES 33 7 AUF ALGEBRAISCHE GLEICHUNGEN ZURUECKFUEHRBARE GLEICHUNGEN 34 7.1 BRUCHGLEICHUNGEN 34 7.2 WURZELGLEICHUNGEN 35 8 TRANSZENDENTE GLEICHUNGEN 35 8.1 EXPONENTIALGLEICHUNGEN 35 8.2 LOGARITHMISCHE GLEICHUNGEN 36 8.3 TRIGONOMETRISCHE GLEICHUNGEN 36 9 LINEARE GLEICHUNGSSYSTEME 37 9.1 DEFINITIONEN 37 9.2 ZWEI LINEARE GLEICHUNGEN MIT ZWEI VARIABLEN 37 9.3 DREI LINEARE GLEICHUNGEN MIT DREI VARIABLEN 39 9.4 MATRIZEN UND DETERMINANTEN 39 10 LINEARE UNGLEICHUNGEN 44 10.1 DEFINITIONEN 44 10.2 LINEARE UNGLEICHUNGEN MIT EINER VARIABLEN 44 10.3 LINEARE UNGLEICHUNGEN MIT ZWEI VARIABLEN 45 10.4 LINEARE UNGLEICHUNGSSYSTEME MIT ZWEI VARIABLEN 45 III PLANIMETRIE 46 1 GERADEN UND STRECKEN 46 2 WINKEL 47 3 GRUNDKONSTRUKTIONEN MIT ZIRKEL UND LINEAL 48 4 PROJEKTION 49 5 GEOMETRISCHE OERTER 50 6 DREIECKE 50 6.1 ALLGEMEINE DREIECKE 50 6.2 GLEICHSCHENKLIGE DREIECKE 51 6.3 GLEICHSEITIGE DREIECKE 51 6.4 RECHTWINKLIGE DREIECKE 51 INHALTSVERZEICHNIS IX 6.5 BESONDERE GERADEN, STRECKEN UND KREISE 51 6.6 FLAECHENSAETZE IM RECHTWINKLIGEN DREIECK 53 6.7 KONGRUENZ VON DREIECKEN 54 6.8 GRUNDKONSTRUKTIONEN DES DREIECKS 55 7 VIERECKE 56 7.1 ALLGEMEINE VIERECKE 56 7.2 TRAPEZE 57 7.3 PARALLELOGRAMME 57 7.4 RHOMBEN 57 7.5 RECHTECKE 58 7.6 QUADRATE 58 7.7 DRACHEN 58 7.8 SEHNENVIERECKE 58 7.9 TANGENTENVIERECKE 59 8 REGULAERE N -ECKE 59 9 POLYGONE 60 10 KREISE 61 10.1 DEFINITIONEN 61 10.2 KREISSEKTOREN 61 10.3 KREISSEGMENTE 62 10.4 KREISE UND GERADEN 62 10.5 WINKELSAETZE AM KREIS 62 10.6 EIGENSCHAFTEN VON SEKANTEN UND SEHNEN 63 10.7 TANGENTENKONSTRUKTIONEN 63 10.8 SAETZE UEBER SEHNEN, SEKANTEN, TANGENTEN 63 10.9 BOGENMASS 64 11 SYMMETRIE 64 11.1 PUNKTSYMMETRIE 64 11.2 ACHSENSYMMETRIE 65 12 AEHNLICHKEIT 65 12.1 ZENTRISCHE STRECKUNG 65 12.2 STRAHLENSAETZE 65 12.3 AEHNLICHE FIGUREN 66 12.4 STRECKENTEILUNGEN 66 IV STEREOMETRIE 68 1 PRISMEN 68 1.1 ALLGEMEINE PRISMEN 68 1.2 PARALLELEPIPED UND WUERFEL 68 2 ZYLINDER 69 2.1 ALLGEMEINE ZYLINDER 69 2.2 GERADE KREISZYLINDER 69 2.3 HOHLZYLINDER 69 3 PYRAMIDEN 70 3.1 ALLGEMEINE PYRAMIDEN 70 3.2 GERADE QUADRATISCHE PYRAMIDEN 70 4 KEGEL 71 4.1 ALLGEMEINE KEGEL 71 4.2 GERADE KREISKEGEL 71 5 CAVALIERISCHES PRINZIP 72 6 PYRAMIDENSTUEMPFE UND KEGELSTUEMPFE 72 6.1 PYRAMIDENSTUEMPFE 72 6.2 KEGELSTUEMPFE 72 7 PLATONISCHE KOERPER 73 8 KUGELN 74 8.1 DEFINITIONEN 74 8.2 KUGELSEGMENTE 74 8.3 KUGELSEKTOREN 75 8.4 KUGELSCHICHTEN 75 X INHALTSVERZEICHNIS V FUNKTIONEN 76 1 DEFINITION UND DARSTELLUNGEN VON FUNKTIONEN 7 6 1.1 DEFINITIONEN 76 1.2 FUNKTIONSGLEICHUNG 76 1.3 GRAPH EINER FUNKTION 77 1.4 WERTETABELLE EINER FUNKTION 77 2 VERHALTEN VON FUNKTIONEN 77 2.1 MONOTONE FUNKTIONEN 77 2.2 SYMMETRISCHE FUNKTIONEN 78 2.3 BESCHRAENKTE FUNKTIONEN 79 2.4 INJEKTIVE FUNKTIONEN 79 2.5 SURJEKTIVE FUNKTIONEN 79 2.6 BIJEKTIVE FUNKTIONEN 79 2.7 PERIODISCHE FUNKTIONEN 79 2.8 UMKEHRFUNKTIONEN 79 2.9 REELLE UND KOMPLEXE FUNKTIONEN 80 3 EINTEILUNG DER ELEMENTAREN FUNKTIONEN 80 4 GANZE RATIONALE FUNKTIONEN 82 4.1 KONSTANTE FUNKTIONEN 82 4.2 LINEARE FUNKTIONEN 82 4.3 QUADRATISCHE FUNKTIONEN 84 4.4 KUBISCHE FUNKTIONEN 87 4.5 GANZE RATIONALE FUNKTIONEN N-TEN GRADES 88 4.6 HORNER-SCHEMA 89 5 GEBROCHENE RATIONALE FUNKTIONEN 89 5.1 NULLSTELLEN, POLE, ASYMPTOTEN 89 5.2 PARTIALBRUCHZERLEGUNG 92 6 IRRATIONALE FUNKTIONEN 93 7 TRANSZENDENTE FUNKTIONEN 95 7.1 EXPONENTIALFUNKTIONEN 95 7.2 LOGARITHMUSFUNKTIONEN 96 VI TRIGONOMETRIE 97 1 DEFINITION DER TRIGONOMETRISCHEN FUNKTIONEN 97 2 TRIGONOMETRISCHE FUNKTIONEN FUER BELIEBIGE WINKEL 98 3 BEZIEHUNGEN FUER DEN GLEICHEN WINKEL 99 4 GRAPHEN DER TRIGONOMETRISCHEN FUNKTIONEN 99 5 REDUKTIONSFORMELN 100 6 ADDITIONSTHEOREME 101 7 SINUSSATZ UND KOSINUSSATZ 102 8 GRUNDAUFGABEN DER DREIECKSBERECHNUNG 103 9 ARKUSFUNKTIONEN 104 VII ANALYTISCHE GEOMETRIE 106 1 KOORDINATENSYSTEME 106 1.1 KARTESISCHES KOORDINATENSYSTEM DER EBENE 106 1.2 POLARKOORDINATENSYSTEM DER EBENE 106 1.3 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN KARTESISCHEN UND POLARKOORDINATEN 107 1.4 KARTESISCHES KOORDINATENSYSTEM DES RAUMS 108 2 GERADEN 108 2.1 GERADENGLEICHUNGEN 108 2.2 ABSTAENDE 110 3 KREISE 111 3.1 KREISGLEICHUNGEN 111 3.2 BERECHNUNG VON KREISEN 112 3.3 KREIS UND GERADE 113 4 KUGELN 115 INHALTSVERZEICHNIS XI 5 KEGELSCHNITTE 115 5.1 ELLIPSEN 116 5.2 HYPERBELN 118 5.3 PARABELN 120 5.4 ANWENDUNGEN 122 6 GRAPHISCHES LOESEN VON GLEICHUNGEN 1 24 7 VEKTOREN 126 7.1 DEFINITIONEN 126 7.2 MULTIPLIKATION EINES VEKTORS MIT EINEM SKALAR 127 7.3 ADDITION UND SUBTRAKTION ZWEIER VEKTOREN 127 7.4 KOMPONENTENDARSTELLUNG VON VEKTOREN IN DER EBENE 127 7.5 KOMPONENTENDARSTELLUNG VON VEKTOREN IM RAUM 128 7.6 SKALARPRODUKT 129 7.7 VEKTORPRODUKT 129 7.8 SPATPRODUKT 130 VIII DIFFERENTIAL-UND INTEGRALRECHNUNG 131 1 FOLGEN 131 1.1 GRUNDBEGRIFFE 131 1.2 ARITHMETISCHE FOLGEN 131 1.3 GEOMETRISCHE FOLGEN 132 1.4 GRENZWERT EINER FOLGE 132 1.5 TABELLE EINIGER GRENZWERTE 132 1.6 DIVERGENTE FOLGEN 133 2 REIHEN 133 2.1 DEFINITIONEN 133 2.2 ARITHMETISCHE REIHEN 134 2.3 GEOMETRISCHE REIHEN 134 2.4 HARMONISCHE REIHEN 135 2.5 ALTERNIERENDE REIHEN 135 3 GRENZWERTE VON FUNKTIONEN 136 3.1 GRENZWERT AN EINER ENDLICHEN STELLE 136 3.2 EINSEITIGE GRENZWERTE 136 3.3 GRENZWERT IM UNENDLICHEN 137 3.4 RECHENREGELN FUER GRENZWERTE 137 3.5 UNBESTIMMTE AUSDRUECKE 137 3.6 STETIGKEIT EINER FUNKTION 137 3.7 UNSTETIGKEITSSTELLEN 138 4 ABLEITUNG EINER FUNKTION 138 4.1 DEFINITIONEN 138 4.2 DIFFERENTIATIONSREGELN 139 4.3 HOEHERE ABLEITUNGEN 141 4.4 ABLEITUNGEN EINIGER ALGEBRAISCHER FUNKTIONEN 141 4.5 ABLEITUNGEN EINIGER TRANSZENDENTER FUNKTIONEN 142 4.5.1 TRIGONOMETRISCHE FUNKTIONEN 142 4.5.2 LOGARITHMUSFUNKTIONEN 143 4.5.3 EXPONENTIALFUNKTIONEN 143 4.5.4 ZUSAMMENFASSENDE UEBERSICHT 143 4.6 SEKANTEN UND TANGENTEN 143 4.7 EXTREMWERTE VON FUNKTIONEN 144 4.8 KRUEMMUNGSVERHALTEN VON FUNKTIONEN 144 4.9 WENDEPUNKTE VON FUNKTIONEN 145 4.10 KURVENDISKUSSION 146 4.11 ANWENDUNGSBEISPIELE 146 4.12 NAEHERUNGSVERFAHREN ZUR NULLSTELLENBESTIMMUNG 147 4.12.1 REGULA FALSI 147 4.12.2 NEWTONSCHES VERFAHREN 147 5 INTEGRALRECHNUNG 148 5.1 UNBESTIMMTES INTEGRAL 148 5.2 INTEGRATIONSREGELN 148 5.3 UNBESTIMMTE INTEGRALE EINIGER ALGEBRAISCHER FUNKTIONEN 150 5.4 UNBESTIMMTE INTEGRALE EINIGER TRANSZENDENTER FUNKTIONEN 150 5.5 BESTIMMTES INTEGRAL 151 XII INHALTSVERZEICHNIS 5.6 HAUPTSATZ DER DIFFERENTIAL-UND INTEGRALRECHNUNG 152 5.7 EIGENSCHAFTEN DES BESTIMMTEN INTEGRALS 152 5.8 EINIGE ANWENDUNGEN DER INTEGRALRECHNUNG 153 6 FUNKTIONENREIHEN 155 6.1 DEFINITIONEN 155 6.2 POTENZREIHEN 156 6.3 FOURIER-REIHEN 157 ANHANG A SYMBOLE UND BEZEICHNUNGSWEISEN 161 B MATHEMATISCHE KONSTANTEN 163 C DAS GRIECHISCHE ALPHABET 163 PHYSIK I EINFUEHRUNG 165 1 PHYSIKALISCHE GROESSEN 165 1.1 SKALARE 165 1.2 VEKTOREN 165 2 SL-SYSTEM 165 II MECHANIK 166 1 KINEMATIK DES MASSENPUNKTES 166 1.1 EINDIMENSIONALE BEWEGUNGEN 166 1.1.1 GESCHWINDIGKEIT 166 1.1.2 BESCHLEUNIGUNG 167 1.1.3 FREIERFALL 167 1.1.4 SENKRECHTER WURF 168 1.2 ZUSAMMENGESETZTE BEWEGUNGEN 168 1.2.1 SCHIEFER WURF 169 1.3 KREISBEWEGUNG 170 1.3.1 BAHNGESCHWINDIGKEIT 170 1.3.2 WINKELGESCHWINDIGKEIT 170 1.3.3 KREISFREQUENZ 170 1.3.4 WINKELBESCHLEUNIGUNG 170 2 DYNAMIK 171 2.1 NEWTONSCHE AXIOME 171 2.2 KRAFT 171 2.3 IMPULS 174 2.4 ARBEIT, LEISTUNG, WIRKUNGSGRAD UND ENERGIE 174 2.5 STOSSPROZESSE 176 2.6 ROTATION 177 2.7 GRAVITATION 180 3 ELASTISCHE VERFORMUNG FESTER KOERPER 1 80 4 MECHANIK DER RUHENDEN FLUESSIGKEITEN UND GASE 181 4.1 DRUCK 181 4.2 KOMPRESSIBILITAET 181 4.3 VOLUMENAUSDEHNUNG 181 4.4 HYDROSTATISCHER DRUCK IN FLUESSIGKEITEN 181 4.5 SCHWEREDRUCK IN GASEN 182 4.6 AUFTRIEB 182 5 HYDRODYNAMIK 182 5.1 KONTINUITAETSGLEICHUNG 182 5.2 BERNOULLI-GLEICHUNG 182 5.3 INNERE REIBUNG 183 III THERMODYNAMIK 183 1 GRUNDBEGRIFFE 183 INHALTSVERZEICHNIS XIII 2 TEMPERATUR 183 2.1 EINHEITEN 183 2.2 TEMPERATURMESSUNG 184 3 THERMISCHE AUSDEHNUNG 184 3.1 FESTE STOFFE 184 3.2 FLUESSIGKEITEN 184 3.3 GASE 185 4 IDEALE GASE 185 4.1 ALLGEMEINE ZUSTANDSGLEICHUNG IDEALER GASE 185 4.2 KINETISCHE GASTHEORIE 186 4.3 WAERMEENERGIE 186 4.4 ZUSTANDSAENDERUNGEN IDEALER GASE 187 4.5 KREISPROZESSE 188 5 WAERMEUEBERTRAGUNG 188 5.1 WAERMELEITUNG 188 5.2 WAERMESTROEMUNG 189 5.3 WAERMESTRAHLUNG 189 IV SCHWINGUNGEN 189 1 FREIE UNGEDAEMPFTE HARMONISCHE SCHWINGUNGEN 189 2 GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN 190 3 ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN 190 4 UEBERLAGERUNG HARMONISCHER SCHWINGUNGEN 191 4.1 SCHWINGUNGSRICHTUNG PARALLEL ZUEINANDER 191 4.2 SCHWINGUNGSRICHTUNG SENKRECHT ZUEINANDER 192 V WELLEN 193 1 HARMONISCHE WELLEN 193 1.1 AUSBREITUNG 193 1.2 INTERFERENZ 194 2 HUYGENSCHES PRINZIP 195 2.1 REFLEXION 196 2.2 BRECHUNG 196 2.3 BEUGUNG 196 3 DOPPLEREFFEKT 197 VI AKUSTIK 198 1 SCHALLAUSBREITUNG 199 2 REFLEXION, TRANSMISSION, ABSORPTION 199 3 ULTRASCHALL 199 VII OPTIK 200 1 EIGENSCHAFTEN DES LICHTES 200 2 GEOMETRISCHE OPTIK 200 2.1 REFLEXION DES LICHTES 200 2.2 BRECHUNGSGESETZ 202 2.3 OPTISCHE GERAETE 206 3 WELLENOPTIK 208 3.1 INTERFERENZ 208 3.2 BEUGUNG 209 4 PHOTOMETRIE 210 4.1 STRAHLUNGSPHYSIKALISCHE GROESSEN 211 4.2 LICHTTECHNISCHE GROESSEN 212 5 LICHT ALS KORPUSKEL 213 VIII ANHANG 215 A PHYSIKALISCHE GROESSEN UND EINHEITEN 215 B ZAHLENWERTE PHYSIKALISCHER GROESSEN 216 XIV INHALTSVERZEICHNIS WERKSTOFFKUNDE I STOFFE 217 1 EIGENSCHAFTEN DER STOFFE 217 2 ATOMBAU UND PERIODENSYSTEM 217 3 AUFBAU DER FESTEN KOERPER 220 4 CHEMISCHE GRUNDZUSAMMENHAENGE 222 5 ELEKTROCHEMIE 224 II ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT 225 1 LEITUNGSMECHANISMUS 225 2 ISOLATOR 226 3 HALBLEITER 227 4 NORMALLEITER 227 5 SUPRALEITER 227 6 HALLEFFEKT 228 III ELEKTRISCHE LEITER 230 1 NORMALLEITER 230 2 HALBLEITER 230 3 SUPRALEITER 233 IV MAGNETISCHE LEITFAEHIGKEIT 233 1 MODELLVORSTELLUNG 233 2 VERHALTEN VON MATERIE IM MAGNETFELD 233 3 MAGNETISIERUNG 235 4 MAGNETISIERUNGSKURVE 235 5 PERMEABILITAET 236 V MAGNETIKA 230 1 METALLOXIDE (FERRITE) 238 2 WEICHMAGNETIKA 238 3 HARTMAGNETIKA (DAUERMAGNETE) (DIN 17410) 242 VI DIELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 230 1 MODELLVORSTELLUNGEN ZUR DIELEKTRISCHEN POLARISATION 245 2 DIELEKTRISCHE MATERIALEINTEILUNG 246 3 ELEKTRISCHE MATERIALEINTEILUNG 246 VII DIELEKTRIKA 248 1 NATUERLICHE ANORGANISCHE DIELEKTRIKA 248 2 NATUERLICHE ORGANISCHE DIELEKTRIKA 249 3 KUENSTLICHE ANORGANISCHE DIELEKTRIKA 249 4 KUENSTLICHE ORGANISCHE DIELEKTRIKA 249 5 SILIKONE 250 LITERATURHINWEISE 250 GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK I GRUNDBEGRIFFE 253 1 AUFBAU DER ATOME 253 2 LADUNGSTRAEGER 253 3 SPANNUNG 253 XV 4 STROM 253 4.1 BEWEGUNG VON LADUNGSTRAEGERN 253 4.2 STROMSTAERKE 254 4.3 STROMDICHTE 254 5 DAS OHMSCHE GESETZ 254 6 SPEZIFISCHER WIDERSTAND, LEITFAEHIGKEIT 254 7 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DES ELEKTRISCHEN WIDERSTANDES VON METALLEN 255 DER GLEICHSTROMKREIS 256 1 ZAEHLPFEILSYSTEME 256 2 KIRCHHOFFSCHE GESETZE 256 2.1 KNOTENREGEL 256 2.2 MASCHENREGEL 256 3 SCHALTUNG VON WIDERSTAENDEN 257 3.1 REIHENSCHALTUNG 257 3.2 PARALLELSCHALTUNG 257 3.3 STERN-DREIECK-UMWANDLUNG 257 3.4 MESSBEREICHSERWEITERUNG 258 3.4.1 VOLTMETER 258 3.4.2 AMPEREMETER 259 4 ERSATZSPANNUNGSQUELLE 259 4.1 KOMBINATION VON SPANNUNGSQUELLEN 259 4.1.1 REIHENSCHALTUNG 260 4.1.2 PARALLELSCHALTUNG 260 5 ERSATZSTROMQUELLE 260 6 NETZWERKBERECHNUNG 260 6.1 GEMISCHTE SCHALTUNGEN 261 6.2 UEBERLAGERUNGSVERFAHREN 261 6.3 ERSATZSPANNNUNGSQUELLE 262 6.4 NICHTLINEARE GLEICHSTROMKREISE 262 7 ENERGIE, LEISTUNG, WIRKUNGSGRAD 263 7.1 LEISTUNGSANPASSUNG 263 7.2 LEISTUNGSVERLUST AUF LEITUNGEN 264 7.3 WIRKUNGSGRAD 264 7.4 UMWANDLUNG ELEKTRISCHER ENERGIE 264 7.4.1 WAERME 264 7.4.2 MECHANISCHE ENERGIE 264 DAS ELEKTRISCHE FELD 265 1 GRUNDGROESSEN 265 1.1 KRAEFTE ZWISCHEN LADUNGEN 265 1.2 FELDSTAERKE 266 1.3 FELDLINIEN 266 1.4 POTENTIAL, SPANNUNG 266 1.5 AEQUIPOTENTIALLINIEN 267 1.6 ELEKTRISCHER FLUSS 267 1.7 ENERGIE GELADENER TEILCHEN IM ELEKTRISCHEN FELD 267 2 MATERIE IM ELEKTRISCHEN FELD 26 8 2.1 LEITER 268 2.2 NICHTLEITER 268 3 KONDENSATOREN 268 3.1 KAPAZITAET 269 3.1.1 PLATTENKONDENSATOR 269 3.1.2 SPEZIELLE KONDENSATOREN 269 3.2 SCHALTUNGEN MIT KONDENSATOREN 270 3.2.1 REIHENSCHALTUNG 270 3.2.2 PARALLELSCHALTUNG 270 3.2.3 GEMISCHTE SCHALTUNGEN 271 3.3 ENERGIE DES ELEKTROSTATISCHEN FELDES 271 3.4 LADEN UND ENTLADEN EINES KONDENSATORS 272 3.5 RC-REIHENSCHALTUNG 273 XVI INHALTSVERZEICHNIS IV DAS MAGNETISCHE FELD 274 1 FELDLINIEN 274 1.1 DAUERMAGNET 274 1.2 STROMDURCHFLOSSENE LEITER 274 1.3 STROMDURCHFLOSSENE SPULE 274 1.4 MAGNETFELD DER ERDE 275 2 MAGNETISCHE GRUNDGROESSEN 275 2.1 FELDSTAERKE 275 2.2 FLUSS, FLUSSDICHTE 278 3 KRAEFTE IM MAGNETFELD 279 3.1 KRAEFTE AUF BEWEGLICHE LADUNGSTRAEGER 279 3.2 STROMDURCHFLOSSENER LEITER 279 3.3 MAGNETISCHES MOMENT 280 3.4 KRAEFTE ZWISCHEN ZWEI PARALLELEN LEITERN 280 3.5 HALL-EFFEKT 281 4 ENERGIE DES MAGNETFELDES 282 5 MATERIE IM MAGNETFELD 282 5.1 DIAMAGNETISMUS 283 5.2 PARAMAGNETISMUS 283 5.3 FERROMAGNETISMUS 284 5.3.1 MAGNETISIERUNGSKURVE 284 5.3.2 VERLAUF DER PERMEABILITAET 285 5.3.3 TEMPERATURABHAENGIGKEIT 285 5.3.4 MAGNETOSTRIKTION 286 5.4 ANTIFERROMAGNETISMUS 286 5.5 FERRIMAGNETISMUS 286 6 MAGNETISCHE KREISE 286 6.1 MAGNETISCHE SPANNUNG 286 6.2 MAGNETISCHERWIDERSTAND 287 6.3 UNVERZWEIGTE KREISE 287 6.4 VERZWEIGTE KREISE 288 V INDUKTION 289 1 INDUKTION BEI AENDERUNG DER FLAECHE 289 2 INDUKTION BEI AENDERUNG DES MAGNETFELDES 291 3 DIE INDUKTIVITAET EINER SPULE 291 3.1 SELBSTINDUKTION 291 3.2 GEGENINDUKTION 292 3.3 ENERGIE IM MAGNETFELD EINER SPULE 293 3.4 EIN- UND AUSSCHALTVORGAENGE 293 3.5 ZUSAMMENSCHALTEN VON INDUKTIVITAETEN 294 VI WECHSELSTROM 294 1 GRUNDBEGRIFFE DES WECHSELSTROMS 294 1.1 ERZEUGUNG EINER SINUSFOERMIGEN WECHSELSPANNUNG 294 1.2 PHASENVERSCHIEBUNG 295 1.3 EFFEKTIVWERT 295 1.4 DARSTELLUNGSARTEN 296 1.4.1 ZEIGERDARSTELLUNG VON SINUSGROESSEN 296 1.4.2 DARSTELLUNG VON SINUSGROESSEN IN DER KOMPLEXEN ZAHLENEBENE 296 2 GRUNDSCHALTELEMENTE IM WECHSELSTROMKREIS 297 2.1 OHMSCHER WIDERSTAND 297 2.2 KAPAZITAET 297 2.3 SPULE 297 3 SCHALTUNGEN VON WECHSELSTROMWIDERSTAENDEN 299 3.1 REIHENSCHALTUNG VON WECHSELSTROMWIDERSTAENDEN 299 3.1.1 WIRKWIDERSTAND UND INDUKTIVITAET 299 3.1.2 WIRKWIDERSTAND UND KAPAZITAET 300 3.1.3 WIRKWIDERSTAND, INDUKTIVITAET UND KAPAZITAET 301 INHALTSVERZEICHNIS XVII 3.2 PARALLELSCHALTUNG VON WECHSELSTROMWIDERSTAENDEN 303 3.2.1 WIRKWIDERSTAND UND INDUKTIVITAET 303 3.2.2 WIRKWIDERSTAND UND KAPAZITAET 304 3.2.3 WIRKWIDERSTAND, INDUKTIVITAET UND KAPAZITAET 305 3.3 GEMISCHTE SCHALTUNGEN 306 4 PASSIVE FILTER 307 4.1 HOCHPASSSCHALTUNG MIT RC- UND KL-GLIED 307 4.2 TIEFPASSSCHALTUNG MIT RC- UND RL-GLIED 308 4.3 BANDPASSSCHALTUNG 309 5 SCHWINGKREISE 309 5.1 REIHENRESONANZ 310 5.2 PARALLELRESONANZ 310 6 LEISTUNG UND ARBEIT IM WECHSELSTROMKREIS 310 6.1 LEISTUNG UND ARBEIT BEI PHASENGLEICHHEIT VON SPANNUNG UND STROM 310 6.2 LEISTUNG UND ARBEIT BEI PHASENVERSCHIEBUNG VON SPANNUNG UND STROM 311 6.3 LEISTUNG IN KOMPLEXER SCHREIBWEISE 312 6.4 LEISTUNGSFAKTOR 312 VII DREHSTROM 313 1 ERZEUGUNG VON MEHRPHASIGEM WECHSELSTROM 313 2 PHASENVERKETTUNG 313 2.1 STERNSCHALTUNG 313 2.2 DREIECKSCHALTUNG 314 3 LEISTUNG DES DREIPHASENSTROMS 315 4 DAS UNSYMMETRISCHE DREIPHASENSYSTEM 315 4.1 DAS UNSYMMETRISCHE DREILEITERNETZ 315 4.2 DAS UNSYMMETRISCHE VIERLEITERNETZ 316 ELEKTRONIK I LEITUNGSMECHANISMEN BEI HALBLEITERN, PN-UEBERGANG 319 1 EINFUEHRUNG IN DIE HALBLEITERPHYSIK 319 2 DER PN-UEBERGANG 321 II DIODEN 322 1 KENNLINIEN 322 2 KENNDATEN UND GRENZWERTE 323 3 KENNZEICHNUNG VON HALBLEITER-BAUELEMENTEN 326 4 DIODENARTEN 327 4.1 KAPAZITAETSDIODEN 328 4.2 SCHALTERDIODEN 329 4.3 SCHOTTKY-DIODEN 330 4.4 GLEICHRICHTER-DIODEN 330 4.5 Z-DIODEN 331 5 ANWENDUNGSSCHALTUNGEN 332 5.1 BEGRENZERSCHALTUNGEN 332 5.2 GLEICHRICHTER 333 5.2.1 EINWEGGLEICHRICHTER (ML) 333 5.2.2 MITTELPUNKTSCHALTUNG (M2) 335 5.2.3 BRUECKENGLEICHRICHTERSCHALTUNG (B2) 336 5.3 SPANNUNGSVERVIELFACHER 338 5.4 DIODE ALS KONSTANTSPANNUNGSQUELLE (Z-DIODE) 339 III MEHRSCHICHTDIODEN UND -TRIODEN 341 1 VIERSCHICHTDIODEN 341 2 THYRISTOREN 342 XVIII INHALTSVERZEICHNIS 3 DIAC 345 4 TRIAC 346 5 SCHUTZ DER DIODEN UND TRIODEN 346 6 ZUENDMETHODEN 347 IV TRANSISTOREN 349 1 BIPOLARE TRANSISTOREN 349 1.1 TRANSISTOREFFEKT 349 1.2 TRANSISTORKENNLINIEN 350 1.3 KENN-UND GRENZWERTE DES TRANSISTORS 352 2 FELDEFFEKTTRANSISTOREN (FET) 356 2.1 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE DES SPERRSCHICHT-FET 356 2.2 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE DES MOSFET 358 2.3 KENNLINIEN VON FET 359 2.4 KENNWERTE VON FET 360 V BESONDERE HALBLEITER-BAUELEMENTE 365 1 UNIJUNCTION-TRANSISTOR (DOPPELBASISDIODE) 365 2 DARLINGTON-TRANSISTOR 366 3 VMOS-TRANSISTOREN 367 4 SIPMOS-TRANSISTOREN 368 5 IGBT 369 VI ANALOGE VERSTAERKER 371 1 BIPOLARER TRANSISTOR ALS VERSTAERKER 371 1.1 GRUNDSCHALTUNGEN 373 1.2 ARBEITSPUNKTSTABILISIERUNG 375 1.3 EMITTERSCHALTUNGEN 379 1.4 KOLLEKTORSCHALTUNGEN 381 1.5 BASISSCHALTUNG 382 2 FELDEFFEKT-TRANSISTOR ALS VERSTAERKER 383 2.1 ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG UND-STABILISIERUNG 383 2.2 GRUNDSCHALTUNGEN VON FET 385 2.2.1 SOURCESCHALTUNG 386 2.2.2 DRAINSCHALTUNG 388 2.2.3 GATESCHALTUNG 389 2.3 WEITERE ANWENDUNGEN 390 3 MEHRSTUFIGE VERSTAERKER 392 VII ENDSTUFEN 397 1 BETRIEBSARTEN 397 2 SCHALTUNGEN 397 VIII OPERATIONSVERSTAERKER 402 1 EINFUEHRUNG 402 2 DIFFERENZVERSTAERKER 402 3 GRUNDLAGEN DES OP 403 4 OPERATIONSVERSTAERKER ALS VERSTAERKER 406 4.1 VERSTAERKER MIT FREQUENZUNABHAENGIGER GEGENKOPPLUNG 406 4.2 VERSTAERKER MIT FREQUENZABHAENGIGER GEGENKOPPLUNG 409 4.3 OP ALS LEISTUNGSVERSTAERKER 411 4.4 AKTIVE FILTERSCHALTUNGEN 412 IX ELEKTRONISCHE SCHALTER, KIPPSTUFEN 413 1 TRANSISTOR ALS SCHALTER 413 2 KIPPSCHALTUNGEN MIT TRANSISTOREN 417 2.1 BISTABILE KIPPSTUFE 417 2.2 MONOSTABILE KIPPSTUFE 418 2.3 ASTABILE KIPPSTUFE 419 2.4 TRIGGERSCHALTUNGEN 419 INHALTSVERZEICHNIS XIX 3 OPERATIONSVERSTAERKER ALS SCHALTER 420 4 KIPPSCHALTUNGEN MIT OPERATIONSVERSTAERKER 421 4.1 TRIGGERSCHALTUNGEN MIT OPERATIONSVERSTAERKER 421 4.2 ASTABILE KIPPSTUFE MIT OPERATIONSVERSTAERKER 422 4.3 MONOSTABILE KIPPSTUFE MIT OPERATIONSVERSTAERKER 423 4.4 BISTABILE KIPPSTUFE MIT OPERATIONSVERSTAERKER 423 5 ZEITGEBER 555 424 6 TRIGGER TCA 345 A 425 X OSZILLATOREN 425 1 ALLGEMEINES 425 2 SINUSGENERATOREN (RC-OSZILLATOREN) 426 3 FUNKTIONSGENERATOREN 428 XI SCHALTUNGSTECHNIKEN 429 1 INTEGRIERTE SCHALTUNGEN 429 2 SMD-TECHNIK 431 XII OPTOELEKTRONIK 433 1 GRUNDSAETZLICHE UEBERLEGUNGEN 433 2 OPTOELEKTRONISCHE BAUELEMENTE 433 2.1 FOTOWIDERSTAND (LDR - LIGHT DEPENDENT RESISTOR) 433 2.2 FOTODIODE UND FOTOELEMENT 434 2.3 FOTOTRANSISTOREN 436 2.4 LUMINESZENZDIODEN UND FLUESSIGKRISTALLE 437 3 ANZEIGEEINHEITEN 439 4 SIGNALUEBERTRAGUNG MIT OPTOKOPPLER 440 5 FASEROPTISCHE UEBERTRAGUNGSMITTEL 441 XIII ANALOG-DIGITAL-WANDLER 441 1 GRUNDLAGEN 441 2 SPANNUNGS-FREQUENZ-WANDLER 442 3 SAEGEZAHNVERFAHREN 442 4 DUAL-SLOPE-VERFAHREN 442 5 FLASH-WANDLER 443 6 WANDLER NACH DEM WAEGEVERFAHREN 443 7 INTEGRIERTE WANDLER 444 XIV DIGITAL-ANALOG-WANDLER 444 1 GRUNDLAGEN 444 2 D/A-WANDLER-VARIANTEN 444 3 INTEGRIERTE WANDLER 445 XV LEISTUNGSELEKTRONIK 447 1 GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN/STROMVERSORGUNG 447 2 ANWENDUNGSSCHALTUNGEN 453 3 SCHALTNETZTEILE 455 4 ELEKTRONISCHE SCHALTER 457 5 ELEKTRONISCHE STELLER 458 TECHNISCHE KOMMUNIKATION I GRUNDLAGEN DER ZEICHNERISCHEN DARSTELLUNG 461 1 ZEICHENGERAETE 461 2 NORMEN FUER TECHNISCHE ZEICHNUNGEN 462 XX INHALTSVERZEICHNIS 3 DARSTELLUNG UND BEMASSUNG VON KOERPERN 462 4 NORMTEILE UND KONSTRUKTIONSELEMENTE 476 5 WICHTIGE NORMTEILE DES MASCHINENBAUES 489 6 NUTZEN DER NORMUNG 493 II SCHALTUNGSUNTERLAGEN 447 1 SCHALTZEICHEN NACH DIN 496 2 ELEKTRISCHE BETRIEBSMITTEL 499 3 SCHALTUNGSUNTERLAGEN DER ENERGIETECHNIK 502 4 SCHALTUNGSUNTERLAGEN DER ELEKTRONIK 506 4.1 ALLGEMEINES 506 4.2 SCHALTZEICHEN NACH DIN 40900 TEIL 12 BINAERE ELEMENTE 506 4.3 ENTWURF VON SCHALTUNGEN 509 4.3.1 VERDRAHTUNGSPLAN MIT UNIVERSALPLATINEN 509 4.3.2 ENTWURF UND HERSTELLUNG GEDRUCKTER SCHALTUNGEN 509 5 PROJEKTIERUNG 510 III SCHALTUNGSSYNTHESE UND-ANALYSE 51 1 1 BEISPIELE AUS DER ELEKTROTECHNIK 511 2 BEISPIELE AUS DER ELEKTRONIK 511 IV CAD-TECHNIK 514 1 ALLGEMEINES 514 2 HARDWARE UND SOFTWARE 514 3 ERSTELLEN VON SCHALTPLAENEN 514 4 ERSTELLEN VON LAYOUTS 514 5 ANWENDUNGEN IN DER ELEKTRONIK 517 6 AUSWAHL VON CAD-SYSTEMEN 517 DATENTECHNIK I DIGITALTECHNIK 521 1 GRUNDBEGIFFE DER DIGITALTECHNIK 521 2 LOGISCHE GRUNDSCHALTUNGEN 522 2.1 GRUNDVERKNUEPFUNGEN 522 2.1.1 NICHT-VERKNUEPFUNG 522 2.1.2 UND-VERKNUEPFUNG 522 2.1.3 ODER-VERKNUEPFUNG 523 2.2 REALISIERUNGSMOEGLICHKEITEN LOGISCHER VERKNUEPFUNGEN 523 3 SCHALTALGEBRA 525 3.1 ALLGEMEINES 525 3.2 NORMALFORM EINER BINAEREN FUNKTION 525 3.2.1 DISJUNKTIVE NORMALFORM 525 3.2.2 KONJUNKTIVE NORMALFORM 526 3.2.3 UMWANDELN DER GLEICHUNG IN SCHALTZEICHEN 526 3.2.4 SCHALTUNGSMINIMIERUNG MIT HILFE DER SCHALTALGEBRA 526 3.2.5 UMSETZUNG IN NAND-ODER NOR-TECHNIK 526 3.2.6 KV-TABELLE 529 3.2.7 ANALYSE LOGISCHER SCHALTUNGEN 529 3.2.8 SYNTHESE LOGISCHER SCHALTUNGEN 530 4 ZAHLENSYSTEME IN DER DIGITAL- UND DATENVERARBEITUNG 532 4.1 DUALSYSTEM 532 4.1.1 BILDUNG DER DUALZAHLEN UND UMWANDLUNG IN DEZIMALZAHLEN 532 4.1.2 UMWANDLUNG DEZIMAL NACH DUAL 532 4.2 HEXADEZIMALSYSTEM 534 INHALTSVERZEICHNIS XXI 4.3 RECHNEN MIT DUALZAHLEN 534 4.4 ZAHLEN IN RECHENANLAGEN 534 4.4.1 DARSTELLUNG VON ZAHLEN 534 4.4.2 EINER- UND ZWEIERKOMPLEMENT 536 4.4.3 SUBTRAKTION MIT HILFE DES KOMPLEMENTS 536 5 CODES 537 5.1 ALLGEMEINES 537 5.2 BINAER-CODE 537 5.3 BCD-CODE 537 5.3.1 BCD-DUAL-CODE 537 5.3.2 3-EXCESS-CODE 537 5.3.3 AIKEN-CODE 538 5.4 GRAY-CODE 538 5.5 CODIERUNG ALPHANUMERISCHER ZEICHEN 539 5.6 FEHLERERKENNUNG UND REDUNDANZ 540 5.6.1 EINFACHE PRUEFUNG AUF PARITAET 540 5.6.2 KREUZSICHERUNGSPRUEFUNG 541 5.6.3 HAMMING-CODE 541 6 DIGITALE GRUNDSCHALTUNGEN 542 6.1 ALLGEMEINES 542 6.2 SCHALTNETZE 542 6.2.1 RECHENNETZE 542 6.2.1.1 HALBADDIERER 542 6.2.1.2 VOLLADDIERER 542 6.2.1.3 SERIELLER N-BIT-ADDIERER 543 6.2.1.4 PARALLELER N-BIT-ADDIERER 544 6.2.1.5 SUBTRAHIERER 544 6.2.1.6 ADDIERER FUER BCD-DUALZAHLEN 545 6.2.2 KOMPARATOREN 545 6.2.2.1 EINFACHER KOMPARATOR 545 6.2.2.2 KOMPARATOR MIT GROESSER- UND KLEINER-VERGLEICH 546 6.2.3 CODEWANDLER UND DECODER 547 6.2.3.1 CODEWANDLER 547 6.2.3.2 1-AUS-N-DECODER 548 6.2.4 MULTIPLEXER UND DEMULTIPLEXER 548 6.2.4.1 MULTIPLEXER 549 6.2.4.2 DEMULTIPLEXER 550 6.3 SCHALTWERKE 550 6.3.1 SPEICHERBAUSTEINE 550 6.3.1.1 ALLGEMEINES FLIPFLOP 550 6.3.1.2 RS-FLIPFLOP 551 6.3.1.3 FLIPFLOPS MIT DOMINIERENDEN EINGAENGEN 551 6.3.1.4 D-FLIPFLOP 551 6.3.1.5 JK-FLIPFLOP 552 6.3.1.6 MASTER-SLAVE-JK-FLIPFLOP 552 6.3.1.7 T-FLIPFLOP 553 6.3.2 GRUNDSCHALTUNGEN AUS SPEICHERBAUSTEINEN 553 6.3.2.1 REGISTER 553 6.3.2.2 SCHIEBEREGISTER 554 6.3.2.3 FREQUENZTEILER 555 6.3.2.4 ZAEHLER 556 6.3.2.4.1 ASYNCHRONERZAEHLER 556 6.3.2.4.2 ASYNCHRONER BCD-VORWAERTSZAEHLER 558 6.3.2.4.3 SYNCHRONER DUAL-VORWAERTS-1-ZAEHLER 559 6.3.2.4.4 ZAEHLER FUER MEHRERE DECADEN 559 6.4 SONDERSCHALTUNGEN 560 6.4.1 MONOFLOPS 560 6.4.2 ASTABILE KIPPSTUFEN 561 II INTEGRIERTE SCHALTKREISE DER DIGITALTECHNIK 562 1 ALLGEMEINES 562 2 UMGANG MIT INTEGRIERTEN SCHALTUNGEN 563 3 DATEN UND BEGRIFFE DER LOGIKSCHALTUNGEN 563 3.1 GRENZ-UND KENNDATEN 563 3.2 PEGEL 563 XXII INHALTSVERZEICHNIS 3.3 STOERSICHERHEIT 564 3.4 LASTEINHEIT 564 3.5 TEMPERATURBEREICH 564 3.6 GATTERIAUFZEIT 565 3.7 VERLUSTLEISTUNG 565 4 TTL-FAMILIE 566 4.1 EIGENSCHAFTEN UND KENNDATEN 566 4.2 STANDARD-TTL 566 4.3 SCHALTUNGEN MIT 3-STATE 569 4.4 SCHOTTKY-TTL UND LOW-POWER-SCHOTKY 570 5 EMITTERGEKOPPELTE LOGIK 570 6 INTEGRIERTE MOS-SCHALTUNGEN 570 6.1 NMOS-UND PMOS-TECHNIK 571 6.2 CMOS 571 6.2.1 14000-SERIE 571 6.2.2 CMOS-SCHALTER 573 6.2.3 HIGH-SPEED-CMOS 574 6.2.4 BICMOS 574 7 INTERFACESCHALTUNGEN 575 8 ANWENDUNGSSPEZIFISCHE INTEGRIERTE SCHALTUNGEN 575 8.1 ALLGEMEINES 575 8.2 KUNDENSPEZIFISCHE IC'S 576 8.3 PROGRAMMIERBARE LOGIKBAUSTEINE 577 8.3.1 PROM 577 8.3.2 PAL 577 8.3.3 GAL 581 8.3.4 PLSI, ISPLSI 584 9 GEHAEUSE 587 III MIKROCOMPUTERTECHNIK 588 1 KOMPONENTEN EINES MIKROCOMPUTERS 588 2 MIKROPROZESSOREN 588 2.1 ALLGEMEINES 588 2.2 ARCHITEKTUR 588 2.3 UEBERSICHT GAENGIGER MIKROPROZESSOREN 590 2.4 8-BIT-MIKROPROZESSOREN 590 2.4.1 8085-CPU 590 2.4.2 BEISPIEL Z80 CPU 598 2.5 16-BIT-PROZESSOREN 601 2.5.1 8086/80286 601 2.5.2 ADRESSENBILDUNG 603 3 HALBLEITERSPEICHER 604 3.1 ALLGEMEINES 604 3.2 KENNDATEN UND TECHNOLOGIE 604 3.3 BEDEUTUNG DER ANSCHLUESSE 605 3.4 ORGANISATION UND AUFBAU 605 3.4.1 BITORGANISIERTER UND WORTORGANISIERTER SPEICHER 606 3.4.2 SPEICHER MIT ADRESSENZWISCHENSPEICHER 606 3.5 ZEITVERHALTEN 607 3.6 SPEICHERTYPEN 608 3.6.1 FESTWERTSPEICHER 608 3.6.1.1 MASKEN-ROM 609 3.6.1.2 PROM 609 3.6.1.3 EPROM 609 3.6.1.4 EEPROM 611 3.6.1.5 FLASH-EPROM 612 3.6.2 SCHREIB-LESESPEICHER 613 3.6.2.1 SRAM 613 3.6.2.2 NVRAM 614 3.6.2.3 DRAM 615 3.6.2.4 PSRAM 616 3.7 SPEICHERERWEITERUNG 616 3.8 ZENTRALSPEICHER 617 XXIII 4 PERIPHERIEBAUSTEINE 618 4.1 ALLGEMEINES 618 4.2 BUS-TREIBER 618 4.3 EINFACHE E-/A-BAUSTEINE FUER DEN PARALLELEN BETRIEB 618 4.4 PROGRAMMIERBARE SCHNITTSTELLEN- BAUSTEINE 620 4.5 ZEITGEBERBAUSTEINE 625 4.6 PROGRAMMIERBARER E/A-BAUSTEIN MIT SPEICHER UND ZEITGEBER 627 4.7 EINGABE-AUSGABE-BAUSTEINE FUER DEN SERIELLEN BETRIEB 629 4.7.1 ALLGEMEINES 629 4.7.2 USART 632 4.8 BAUSTEINE MIT SONDERFUNKTIONEN 635 5 MIKROCONTROLLER 636 5.1 ALLGEMEINES 636 5.2 8-BIT-MIKROCONTROLLER 637 5.2.1 FUNKTIONSBESCHREIBUNG DES MC 8051 637 5.2.2 EIN-/AUSGABEEINHEIT 640 5.2.3 RESET-SCHALTUNG 640 5.2.4 TAKTGENERATOR 640 5.2.5 STROMAUFNAHME 640 5.2.6 TIMER 641 5.2.7 UNTERBRECHUNGSSYSTEM 642 5.2.8 SPEICHER 643 5.2.9 SERIELLE SCHNITTSTELLE 644 5.3 16-BIT-MIKROCONTROLLER 645 6 MASCHINENSPRACHE 647 6.1 ALLGEMEINES 647 6.2 MASCHINENCODE 647 6.3 BEFEHLSAUFBAU 648 6.4 BEFEHLSDARSTELLUNG 648 6.5 BEFEHLE 648 6.5.1 BEFEHLSFUNKTIONEN 648 6.5.2 ADRESSIERUNGSARTEN 652 6.6 BEFEHLSZYKLUS UND BEFEHLSZEITEN 653 6.6.1 BEFEHLSZYKLUS 653 6.6.2 BEFEHLSZEITEN 655 7 BEFEHLSVORRAT 655 8 HINWEISE ZUR PROGRAMMIERUNG UND PROGAMMBEISPIELE 658 COMPUTERTECHNIK 659 1 KOMPONENTEN EINES COMPUTERS 659 2 MASSENSPEICHER 659 2.1 MAGNETPLATTEN 659 2.1.1 DISKETTE UND DISKETTENLAUFWERK 659 2.1.2 FESTPLATTE UND FESTPLATTENLAUFWERK 663 2.1.3 MAGNETBANDGERAETE 664 2.2 CD-ROM- UND CD-LAUFWERK 664 3 EINGABEGERAETE 665 3.1 TASTATUR 665 3.2 MAUS 666 4 AUSGABEGERAETE 666 4.1 DATENSICHTGERAETE 666 4.1.1 MONITOR 666 4.1.2 LCD-BILDSCHIRM 669 4.2 DRUCKER 669 4.2.1 TYPENRADDRUCKER 669 4.2.2 MATRIXDRUCKER 669 4.2.3 TINTENSTRAHLRUCKER 669 4.2.4 LASERDRUCKER 669 PROGRAMMIERTECHNIK 670 1 PROGRAMMIERSPRACHEN 670 1.1 ASSEMBLER 670 1.2 ADA 670 XXIV INHALTSVERZEICHNIS 1.3 ALGOL 671 1.4 BASIC 671 1.5 C 671 1.6 FORTRAN 671 1.7 PASCAL 671 1.8 PL/M 671 2 GRUNDLAGEN DER PROGRAMMIERUNG 672 2.1 INTERPRETER 672 2.2 COMPILER 672 2.3 EDITOR 672 2.4 INTEGRIERTE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG 672 2.5 METHODEN DER PROGRAMMENTWICKLUNG 673 2.6 PROBLEMBESCHREIBUNG 673 2.7 TOP-DOWN-METHODE 673 2.8 BOTTOM-UP-METHODE 673 2.9 BEWERTUNG DER METHODEN 673 2.10 PROGRAMM-TEST 674 VI DATENKOMMUNIKATION 674 1 EINFUEHRUNG 674 2 GRUNDLAGEN 675 2.1 VERKEHRSARTEN 675 2.2 VERMITTLUNGSPRINZIPIEN 676 2.3 VERMITTLUNGSEINRICHTUNGEN 676 2.4 KLASSIFIZIERUNG VON NETZEN 677 2.5 STANDARDISIERUNG 677 2.5.1 STANDARDISIERUNGSGREMIEN 678 3 LOKALE NETZE 680 3.1 ETHERNET (CSMA/CD) 680 3.2 TOKEN-RING 682 3.3 ISDN 684 3.4 BREITBAND-ISDN (ATM-TECHNIK) 685 LITERATUR 688 AUTOMATISIERUNGSTECHNIK ! : . : ; ; * 1 EINFUEHRUNG 689 2 AUTOMATISIERUNGSGERAETE 689 3 GRUNDZUEGE DER SPS-NORM IEC 61131-3 690 3.1 PROGRAMMORGANISATIONSKONZEPT 690 3.2 DEKLARATION VON FB-UND FC-BAUSTEINEN 691 3.3 VARIABLEN 692 3.4 PROGRAMMIERSPRACHEN 695 4 PROGRAMMSTRUKTUREN 696 4.1 LINEARES PROGRAMM 696 4.2 GEGLIEDERTES PROGRAMM 696 4.3 PARAMETRIERBARES PROGRAMM 696 5 EINGABE- UND AUSGABESIGNALE 697 5.1 BINAERE SIGNALE 697 5.2 DIGITALE SIGNALE 697 5.3 ANALOGE SIGNALE 697 INHALTSVERZEICHNIS XXV 6 EINGABE-/AUSGABEBAUGRUPPEN 697 7 VERKNUEPFUNGSSTEUERUNGEN 698 7.1 LOGISCHE GRUNDVERKNUEPFUNGEN IN VERSCHIEDENEN DARSTELLUNGEN 698 7.2 ZUSAMMENGESETZTE LOGISCHE GRUNDVERKNUEPFUNGEN 698 7.3 SCHLIESSER- UND OEFFNERKONTAKTE, DRAHTBRUCHSICHERHEIT, ERDSCHLUSSGEFAHR 700 7.4 SPEICHERFUNKTIONEN 700 7.5 FLANKENAUSWERTUNG 701 7.6 DARSTELLUNG UND EIGENSCHAFTEN ELEKTROPNEUMATISCHER STELLGLIEDER 701 7.7 REGELN FUER DAS UMSETZEN VON SCHUETZSCHALTUNGEN IN SPS-PROGRAMME 702 7.8 ZEITFUNKTIONEN 703 7.9 ZAEHLERFUNKTIONEN 703 7.10 VERGLEICHSFUNKTIONEN 704 7.11 MOVE-FUNKTION 705 7.12 EN/ENO-MECHANISMUS 706 8 AUFRUF UND WERTUEBERGABEN ZWISCHEN BAUSTEINEN 706 8.1 AUFRUFHIERARCHIE DER BAUSTEINE P, FB UND FC 706 8.2 AUFRUF VON FUNKTIONSBAUSTEINEN IN FBS 706 8.3 AUFRUF VON FUNKTIONSBAUSTEINEN IN AWL 706 8.4 AUFRUF VON FUNKTIONEN IN AWL 707 9 ABLAUFSTEUERUNG 70 7 9.1 ABLAUF-FUNKTIONSPLAN 707 9.2 GRAFISCHE DARSTELLUNG VON ABLAUFSTEUERUNGSFUNKTIONEN 708 9.3 BETRIEBSARTENTEIL UND BEDIENFELD 711 10 KOMMUNIKATION IN AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN 713 10.1 BUSSYSTEME 713 10.2 PROFINET - OFFENER INDUSTRIAL ETHERNET STANDARD 713 10.3 OPC-TECHNOLOGIE 715 11 STEUERUNGSSICHERHEIT 716 11.1 EUROPAEISCHE RICHTLINIEN UND SICHERHEITSNORMEN 717 11.2 SICHERHEITSBEGRIFF 717 12 REGELUNGSTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 719 12.1 UNTERSCHIED ZWISCHEN STEUERN UND REGELN, REGELUNGSTECHNISCHE GROESSEN 719 12.2 REGLER-TECHNOLOGIEN 721 13 REGELSTRECKEN 721 13.1 BESPIELE FUER REGELSTRECKEN 721 13.2 BESCHREIBUNGSMITTEL ZUR DARSTELLUNG VON REGELSTRECKENEIGENSCHAFTEN 722 14 REGLER 725 14.1 P-REGLER, P-REGELFUNKTION 726 14.2 I-REGLER, I-REGELFUNKTION 727 14.3 PI-REGLER, PI-REGELFUNKTION 727 14.4 PID-REGLER, PID-REGELFUNKTION 729 14.5 VERGLEICH DER VERSCHIEDENEN REGLERTYPEN 729 14.6 PID-REGLERBAUSTEIN FUER DIGITALE ABTASTREGELUNG 729 14.7 SPS ALS KONTINUIERLICHER PID-ABTASTREGIER 731 14.8 DIGITALER SCHRITTREGLER MIT PI-VERHALTEN 732 14.9 ZWEIPUNKTREGLER, ZWEIPUNKT-REGELFUNKTION 732 14.10 REGELGUETE 733 LITERATURVERZEICHNIS 733 XXVI INHALTSVERZEICHNIS MESSTECHNIK I GRUNDLAGEN UND GRUNDBEGRIFFE DER MESSTECHNIK 735 1 BEGRIFFE 735 2 EINHEITEN 735 3 MESSABWEICHUNG, MESSFEHLER 736 3.1 SYSTEMATISCHE ABWEICHUNGEN 736 3.2 ZUFAELLIGE ABWEICHUNGEN 736 3.3 ARITHMETISCHER MITTELWERT, ERWARTUNGSWERT 737 3.4 STANDARDABWEICHUNG 737 4 ABWEICHUNGSFORTPFLANZUNG, FEHLERFORTPFLANZUNG 738 5 FEHLERANGABEN VON MESSGERAETEN 739 5.1 ANALOG ANZEIGENDE MESSGERAETE 739 5.2 DIGITAL ANZEIGENDE MESSGERAETE 739 6 ARITHMETISCHER MITTELWERT UND EFFEKTIVWERT VON WECHSELGROESSEN 739 7 HAEUFIGKEITSVERTEILUNG, VERTRAUENSBEREICH 739 8 BEARBEITUNG UND AUSWERTUNG VON MESSWERTEN 740 II ANALOG ANZEIGENDE MESSGERAETE 741 1 GRUNDLAGEN 741 2 DREHSPUL-MESSWERK 741 3 DREHEISEN-MESSWERK 742 4 ELEKTRODYNAMISCHES MESSWERK 743 5 SYMBOLE UND INSTRUMENTENBESCHRIFTUNGEN 744 III OSZILLOSKOP 744 1 AUFBAU EINES STANDARD-OSZILLOSKOPES 744 1.1 OSZILLOSKOPROEHRE 744 1.2 Y-ABLENKUNG 745 1.3 X-ABLENKUNG 746 1.4 NETZTEIL 746 2 OSZILLOSKOPE MIT SPEZIELLEN EIGENSCHAFTEN 747 2.1 ZWEI-ODER MEHRKANAL-OSZILLOSKOPE 747 2.2 SPEICHEROSZILLOSKOPE 747 2.3 OSZILLOSKOPE MIT DIFFERENZVERSTAERKER-EINGANG 748 2.4 SAMPLING-OSZILLOSKOPE 748 2.5 ZUSATZEINRICHTUNGEN BEI OSZILLOSKOPEN 748 IV SCHREIBENDE MESSGERAETE 750 1 Y-T-SCHREIBER 750 2 X-Y-SCHREIBER 751 3 AUSLENKUNG DES SCHREIBSTIFTES 75 1 XXVII DIGITAL ANZEIGENDE MESSGERAETE 751 1 DIGITALVOLTMETER 751 2 DIGITALMULTIMETER 752 3 MESSUNG VON KAPAZITAETEN, FREQUENZEN UND STROMVERSTAERKUNGEN 753 4 MESSUNG VON TEMPERATUREN 753 MESSVERFAHREN ZUR MESSUNG ELEKTRISCHER GROESSEN 754 1 MESSUNG VON GLEICHSPANNUNGEN 754 1.1 ANALOG ANZEIGENDE SPANNUNGSMESSGERAETE 754 1.2 DIGITAL ANZEIGENDE SPANNUNGSMESSGERAETE 754 1.3 MESSABWEICHUNG DURCH DEN INNENWIDERSTAND DES SPANNUNGSMESSERS 754 1.4 SPANNUNGSMESSUNG MIT DEM KOMPENSATOR 755 2 MESSUNG VON GLEICHSTROEMEN 755 2.1 ANALOG ANZEIGENDE STROMMESSGERAETE 755 2.2 DIGITAL ANZEIGENDE STROMMESSGERAETE 755 2.3 MESSABWEICHUNG DURCH DEN INNENWIDERSTAND DES STROMMESSERS 756 3 MESSBEREICHSERWEITERUNG 756 3.1 SPANNUNGSMESSUNG 756 3.2 STROMMESSUNG 756 4 MESSUNG VON WECHSELSPANNUNGEN 756 4.1 ANALOG ANZEIGENDE WECHSELSPANNUNGSMESSGERAETE 756 4.1.1 SPANNUNGSMESSER MIT DREHEISENMESSWERK 756 4.1.2 SPANNUNGSMESSER MIT DREHSPULMESSWERK 757 4.1.3 SPANNUNGSMESSER MIT THERMOUMFORMERMESSWERK 757 4.2 DIGITAL ANZEIGENDE WECHSELSPANNUNGSMESSGERAETE 757 5 MESSUNG VON WECHSELSTROEMEN 758 5.1 ANALOG ANZEIGENDE WECHSELSTROMMESSGERAETE 758 5.2 DIGITAL ANZEIGENDE WECHSELSTROMMESSGERAETE 758 6 WIDERSTANDS- UND IMPEDANZMESSUNG 758 6.1 GLEICHSTROM-MESSBRUECKEN ZUR WIDERSTANDSMESSUNG 758 6.1.1 GRUNDLAGEN 758 6.1.2 WHEATSTONE-MESSBRUECKE IM ABGLEICHVERFAHREN 759 6.1.3 THOMSON-MESSBRUECKE IM ABGLEICHVERFAHREN 759 6.1.4 WHEATSTONE-MESSBRUECKE IM AUSSCHLAGVERFAHREN 760 6.1.5 WHEATSTONE-MESSBRUECKE IM AUSSCHLAGVERFAHREN MIT WIDERSTAND IN DER BRUECKEN- DIAGONALEN 761 6.2 WECHSELSTROM-MESSBRUECKEN ZUR WIDERSTANDS-UND IMPEDANZMESSUNG 761 6.2.1 MESSUNG VON OHMSCHEN WIDERSTAENDEN 761 6.2.2 MESSUNG VON IMPEDANZEN 762 6.3 VERGLEICH MIT BEKANNTEM WIDERSTAND - SPANNUNGSVERGLEICH 762 6.4 MESSUNG VON STROM UND SPANNUNG 763 6.5 WIDERSTANDSMESSUNG MIT ANALOGEN MULTIMETERN 763 7 LEISTUNGSMESSUNG 764 7.1 WIRKLEISTUNGSMESSUNG 764 7.1.1 WIRKLEISTUNGSMESSUNG BEI WECHSELSTROM 764 7.1.2 WIRKLEISTUNGSMESSUNG IN DREHSTROMSYSTEMEN 765 7.1.3 SYMMETRISCH BELASTETES DREHSTROMSYSTEM 765 7.1.4 BELIEBIG BELASTETES DREILEITER-DREHSTROMSYSTEM 765 7.1.5 BELIEBIG BELASTETES VIERLEITER-DREHSTROMSYSTEM 766 INHALTSVERZEICHNIS 7.2 BLINDLEISTUNGSMESSUNG 767 7.2.1 BLINDLEISTUNGSMESSUNG BEI WECHSELSTROM 767 7.2.2 BLINDLEISTUNGSMESSUNG IN SYMMETRISCH BELASTETEN DREILEITER-DREHSTROMSYSTEMEN . . . 767 7.2.3 BLINDLEISTUNGSMESSUNG IN BELIEBIG BELASTETEN VIERLEITER-DREHSTROMSYSTEMEN 767 7.3 SCHEINLEISTUNGSMESSUNG 768 7.4 MESSBEREICHSERWEITERUNG BEI DER LEISTUNGSMESSUNG 768 7.5 LEISTUNGSFAKTORMESSUNG 768 8 MESSUNG DER ARBEIT 768 9 MESSUNG VON L, C, GUETEFAKTOR UND VERLUSTFAKTOR 769 9.1 MESSUNG VON IZJODER \Z C \ 770 9.2 MESSUNG VON Z,, Z^ GUETEFAKTOR UND VERLUSTFAKTOR 770 10 MESSUNG MAGNETISCHER GROESSEN 771 10.1 MAGNETISCHER FLUSS 771 10.2 MAGNETISCHE FLUSSDICHTE 772 10.3 MAGNETISCHE FELDSTAERKE 772 10.4 PERMEABILITAET 772 VII MESSVERFAHREN ZUR MESSUNG NICHTELEKTRISCHER GROESSEN 773 1 MESSAUFNEHMER 774 1.1 OHMSCHE AUFNEHMER 775 1.2 KAPAZITIVE AUFNEHMER 775 1.3 INDUKTIVE AUFNEHMER 776 1.4 OPTISCHE AUFNEHMER 777 1.4.1 FOTODIODE 777 1.4.2 FOTOVERVIELFACHER 777 1.5 LADUNGSLIEFERNDE AUFNEHMER 778 1.6 THERMISCHE AUFNEHMER 779 1.6.1 THERMOELEMENTE 779 1.7 CHEMISCHE AUFNEHMER 780 1.7.1 PH-WERT-MESSEINRICHTUNG MIT GLASELEKTRODE 780 1.7.2 AUFNEHMER ZUR MESSUNG DER SAUERSTOFFKONZENTRATION 781 1.8 AUFNEHMER ZUR MESSUNG VON GASKONZENTRATIONEN ALLGEMEIN 781 2 MESSVERFAHREN 782 2.1 KRAFTMESSUNG MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN (DMS) 783 2.2 FUELLSTANDSMESSUNG UND MESSUNG DER FOLIENDICKE 786 2.3 DREHZAHLMESSUNG 786 2.4 DURCHFLUSSMESSUNG 787 2.5 ZEIT- UND FREQUENZMESSUNG 789 2.6 WEG- UND WINKELMESSUNG 790 2.7 BESCHLEUNIGUNGSMESSUNG 791 VIII MESSDATENAUFBEREITUNG 794 1 VERRINGERUNG DER STOEREINFLUESSE VON AUSSEN 794 2 MESSVERSTAERKER 795 IX BUSSYSTEME FUER DIE MESSTECHNIK 797 1 GRUNDBEGRIFFE 797 2 IEC-BUS 798 3 DIN-MESSBUS 800 4 AKTUATOR-SENSOR-INTERFACE (ASI) 800 X PROBLEME BEI DER DIGITALISIERUNG ANALOGER MESSWERTE 802 1 FEHLER BEI DER DIGITALISIERUNG 802 2 SIGNAL-QUANTISIERUNGS-GERAEUSCHABSTAND 803 3 VERBESSERUNG DES SIGNAL-RAUSCH-VERHAELTNISSES 804 4 ABTAST-HALTE-GLIED 804 5 ALIASING 804 6 ERFASSUNG VON MOMENTANWERTEN 804 INHALTSVERZEICHNIS XXIX XI PC-GESTUETZTE MESSVERFAHREN UND MESSSIGNALANALYSE 805 1 STATISTISCHE VERFAHREN ZUR MESSSIGNALAUSWERTUNG 805 2 GRAPHISCHE DARSTELLUNG 805 3 ERMITTLUNG VON KENNGROESSEN, KLASSIERUNG 806 4 MESSSIGNALANALYSE 806 4.1 VERFAHREN 807 4.2 ANWENDUNGEN 807 4.2.1 MESSUNG DES KLIRRFAKTORS 807 4.2.2 GERAEUSCHMESSUNG ZUR SCHADENFRUEHERKENNUNG 807 4.2.3 ABSTANDSMESSUNG 807 4.2.4 ERKENNUNG PERIODISCHER SIGNALANTEILE 807 5 AUTOMATISIERUNG VON MESSABLAEUFEN 807 LITERATURVERZEICHNIS 808 LITERATUR ALLGEMEIN: 808 SPEZIELLE LITERATUR: 808 ENERGIETECHNIK I ELEKTRISCHE MASCHINEN 809 1 TRANSFORMATOREN 809 1.1 AUFGABEN EINES TRANSFORMATORS 809 1.2 BAUTEILE EINES TRANSFORMATORS 809 1.2.1 EISENKERNE 809 1.2.2 WICKLUNGEN 809 1.2.3 KUEHLUNG 810 1.3 WIRKUNGSWEISE EINES EINPHASEN-TRANSFORMATORS 810 1.3.1 LEERLAUF 810 1.3.2 BELASTUNG 811 1.3.3 LEERLAUFVERSUCH 812 1.3.4 KURZSCHLUSSVERSUCH 813 1.3.5 WIRKUNGSGRAD 814 1.4 AUFBAU UND SCHALTUNG VON DREHSTROM-TRANSFORMATOREN 815 1.4.1 WIRKUNGSWEISE 815 1.4.2 SCHALTGRUPPEN 816 1.4.3 UNSYMMETRISCHE BELASTUNGEN 816 1.5 PARALLELSCHALTEN VON TRANSFORMATOREN 816 1.6 TRANSFORMATORSCHUTZ 817 1.7 UEBERLASTUNG VON TRANSFORMATOREN 817 1.8 AUFSTELLEN VON TRANSFORMATOREN 817 1.9 SONDERTRANSFORMATOREN 818 1.9.1 SPARTRANSFORMATOREN 818 1.9.2 DROSSELSPULEN 818 1.9.3 STREUFELDTRANSFORMATOREN 819 1.10 MESSWANDLER 819 1.10.1 SPANNUNGSWANDLER 819 1.10.2 STROMWANDLER 820 2 DREHSTROMMASCHINEN 820 2.1 DIE DREHSTROMASYNCHRONMASCHINE 821 2.1.1 WIRKUNGSWEISE DER ASYNCHRONMASCHINE 821 2.1.2 BETRIEBSVERHALTEN DER ASYNCHRONMASCHINE 821 2.1.2.1 SPANNUNGSGLEICHUNG, ERSATZSCHALTBILD 822 2.1.2.2 LEISTUNGSFLUSS 822 2.1.2.3 BETRIEBSKENNLINIEN 823 2.1.3 KURZSCHLUSSLAEUFER 823 2.1.3.1 ANLASSVERFAHREN 824 2.1.3.2 BREMSVERFAHREN 825 2.1.3.3 DREHZAHLSTEUERUNG 826 2.1.3.4 STAENDERSPANNUNGSAENDERUNG 826 INHALTSVERZEICHNIS 2.1.3.5 FREQUENZAENDERUNG 826 2.1.3.6 POLUMSCHALTUNG 828 2.1.4 DER SCHLEIFRINGLAEUFER 828 2.1.4.1 ANLASSVERFAHREN 828 2.1.4.2 BREMSVERFAHREN 829 2.1.4.3 DREHZAHLSTEUERUNG 829 2.2 LINEARMOTOR 830 2.2.1 AUFBAU DES LINEARMOTORS 830 2.3 DREHSTROMSYNCHRONMASCHINEN 830 2.3.1 WIRKUNGSWEISE DER SYNCHRONMASCHINE 831 2.3.2 SPANNUNGSGLEICHUNG DER SYNCHRONMASCHINE 832 2.3.3 ANLAUF UND SYNCHRONISATION 832 3 EINPHASEN-ASYNCHRONMOTOREN 833 3.1 EINSTRAENGIGER MOTOR 833 3.2 ZWEISTRAENGIGER MOTOR 833 3.3 KONDENSATORMOTOR 833 3.4 SPALTPOLMOTOR 834 4 DREHSTROMMOTOR IM EINPHASENBETRIEB 834 5 SONDERBAUFORMEN 835 5.1 SCHRITTMOTOR 835 5.2 SERVOMOTOR 835 5.2.1 SCHEIBENLAEUFERMOTOR 836 5.2.2 STABANKERMOTOREN 836 6 GLEICHSTROMMASCHINEN 836 6.1 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE 837 6.1.1 ANKERRUECKWIRKUNGEN 837 6.2 BETRIEBSVERHALTEN VON GLEICHSTROMMASCHINEN 838 6.2.1 NEBENSCHLUSSMOTOR 838 6.2.2 REIHENSCHLUSSMOTOR 840 6.2.3 DOPPELSCHLUSSMOTOR 842 6.3 BETRIEBSVERHALTEN VON GLEICHSTROMGENERATOREN 842 6.3.1 FREMDERREGTER GENERATOR 843 6.3.2 NEBENSCHLUSSGENERATOR 843 6.3.3 REIHENSCHLUSSGENERATOR 843 6.3.4 DOPPELSCHLUSSGENERATOR 844 6.4 GLEICHSTROMMASCHINE AM WECHSEL- ODER DREHSTROMNETZ 844 6.4.1 WECHSELSTROMBRUECKEN 844 6.4.1.1 EINQUADRANTENANTRIEB (1-Q-BETRIEB) 844 6.4.1.2 ZWEIQUADRANTENANTRIEB (2-Q-BETRIEB) 845 6.4.1.3 VIERQUADRANTENANTRIEB (4-Q-BETRIEB) 845 6.4.2 DREHSTROMBRUECKEN 846 6.4.2.1 ZWEIQUADRANTENBETRIEB (2-Q-BETRIEB) 846 6.4.2.2 VIERQUADRANTENBETRIEB (4-Q-BETRIEB) 846 6.5 UNIVERSALMOTOR 846 7 AUSWAHL VON MOTOREN 847 7. 1 AUSWAHL UNTER BERUECKSICHTIGUNG DER NORMEN 847 7.1.1 BAUFORM UND BAUGROESSEN 847 7.1.2 SCHUTZART 847 7.1.3 KUEHLART 850 7.1.4 ISOLIERSTOFFKLASSEN 850 7.1.5 MOTORSCHUTZ 850 7.1.5.1 THERMISCHER AUSLOESER 851 7.1.5.2 THERMISTOR-MOTORVOLLSCHUTZ 852 7.1.6 ABSTIMMUNG DES MOTORS AUF DIE ARBEITSMASCHINE 852 7.1.6.1 WARTUNG VON MASCHINEN 853 7.1.7 STOERUNGSBESEITIGUNG 854 7.1.8 ANSCHLUSSKENNZEICHNUNGEN VON MASCHINEN 856 ELEKTRISCHE ANLAGEN 85 7 1 STRUKTUR DER ELEKTRIZITAETSWIRTSCHAFT 857 2 ELEKTRISCHE ENERGIEERZEUGUNG 857 2.1 ENERGIEBEDARF 858 2.2 ENERGIERESERVEN 859 INHALTSVERZEICHNIS XXXI 2.3 WAERMEKRAFTWERKE 859 2.3.1 KONVENTIONELLE DAMPFKRAFTWERKE 860 2.3.2 KOMBIKRAFTWERKE 860 2.3.3 KERNKRAFTWERKE 860 2.3.3.1 DRUCKWASSERREAKTOR 861 2.3.3.2 SIEDEWASSERREAKTOR 861 2.3.3.3 HOCHTEMPERATURREAKTOR 861 2.3.4 UMWELTSCHUTZ 862 2.4 WASSERKRAFTWERKE 863 2.5 WINDKRAFTWERKE 864 2.6 SOLARKRAFTWERKE 864 2.6.1 SONNENWAERMEKRAFTWERKE 864 2.6.2 PHOTOVOLTAISCHE KRAFTWERKE 865 2.6.3 SOLAR-WASSERSTOFF-ANLAGE 865 2.7 SONSTIGE KRAFTWERKE 865 2.7.1 BIOMASSE 865 2.7.2 BRENNSTOFFZELLEN 865 2.7.3 FUSIONSREAKTOR 866 3 ELEKTRISCHE ENERGIEVERTEILUNG 866 3.1.1 GLEICHSTROMNETZ 867 3.1.2 WECHSELSTROMNETZ 867 3.1.3 DREHSTROMNETZ 867 3.2 NETZSTRUKTUREN 868 3.2.1 STRAHLENNETZ 868 3.2.2 RINGNETZ 869 3.2.3 MASCHENNETZ 869 3.2.4 VERBUNDNETZ 869 4 BETRIEBSMITTEL DER ENERGIETECHNIK 870 4.1 BEMESSUNG UND AUSWAHL 870 4.2 KABEL, LEITUNGEN UND SCHIENEN 870 4.2.1 FREILEITUNGEN 870 4.2.2 KABEL 871 4.2.2.1 LEITERWERKSTOFFE 871 4.2.2.2 LEITERISOLIERUNG 872 4.2.2.3 AUFBAU 872 4.2.2.4 ERWAERMUNG 872 4.2.2.5 VERLEGUNG 874 4.2.2.6 VERLEGUNG IN ERDE 874 4.2.2.7 VERLEGUNG IN LUFT 874 4.2.2.8 UEBERSTROMSCHUTZ 878 4.2.3 LEITUNGEN 880 4.2.3.1 SPANNUNGSFALL AUF KABELN UND LEITUNGEN 883 4.2.3.2 VERLEGUNG VON KABELN UND LEITUNGEN 884 4.2.3.3 ERSATZSCHALTUNG VON KABELN UND LEITUNGEN 884 4.2.4 SAMMELSCHIENEN 884 4.2.4.1 LAENGENAUSDEHNUNG VON STROMSCHIENEN 886 4.2.4.2 KURZSCHLUSSFESTIGKEIT 887 4.2.4.3 MECHANISCHE KURZSCHLUSSFESTIGKEIT 887 4.2.4.4 THERMISCHE KURZSCHLUSSFESTIGKEIT 888 4.3 SCHALTANLAGEN 888 4.3.1 HOCHSPANNUNGSSCHALTANLAGEN 889 4.3.2 MITTELSPANNUNGSANLAGEN 889 4.3.2.1 BAUART VON MITTELSPANNUNGSSCHALTANLAGEN 889 4.3.2.2 STOERLICHTBOGENFESTIGKEIT 890 4.3.2.3 SCHALTGERAETE 891 4.3.2.4 SCHUTZGERAETE 894 4.3.3 ANLAGENRAEUME 894 4.3.4 NIEDERSPANNUNGSSCHALTANLAGEN 895 4.3.4.1 NIEDERSPANNUNGS-SCHALTGERAETEKOMBINATIONEN 896 5 SCHUTZMASSNAHMEN 898 5.1 WIRKUNG DES STROMS 899 5.2 SCHUTZ GEGEN DIREKTES BERUEHREN 899 5.3 SCHUTZ GEGEN INDIREKTES BERUEHREN 899 5.3.1 SCHUTZISOLIERUNG 900 5.3.2 SCHUTZTRENNUNG 900 XXXII INHALTSVERZEICHNIS 5.3.3 SCHUTZ DURCH NICHTLEITENDE RAEUME 901 5.3.4 SCHUTZKLEINSPANNUNG 901 5.3.5 FUNKTIONSKLEINSPANNUNG 902 5.3.6 SCHUTZ DURCH ABSCHALTEN UND MELDEN 902 5.3.6.1 UEBERSTROMSCHUTZEINRICHTUNG 903 5.3.6.2 FL-SCHUTZEINRICHTUNG 904 5.3.6.3 ISOLATIONSUEBERWACHUNG 904 5.3.6.4 ZUSAETZLICHER POTENTIALAUSGLEICH 904 6 ARBEITEN AN ELEKTRISCHEN ANLAGEN 905 7 UEBERPRUEFUNG DER SCHUTZMASSNAHME 906 8 KURZSCHLUSSBERECHNUNG (VDE 0102) 907 III ELEKTRISCHE ENERGIEANWENDUNG 909 1 KOMPENSATIONSANLAGEN 909 2 BELEUCHTUNGSANLAGEN 911 2.1 GRUNDGROESSEN DER LICHTTECHNIK 911 2.2 LICHTQUELLEN 912 2.3 GLUEHLAMPEN 913 2.4 LEUCHTSTOFFLAMPEN 913 2.5 ENTLADUNGSLAMPEN 913 2.6 LEUCHTEN 913 2.7 BERECHNUNG VON BELEUCHTUNGSANLAGEN 914 NACHRICHTENTECHNIK I GRUNDLAGEN DER NACHRICHTENUEBERTRAGUNG 917 1 PRINZIP DER ELEKTRISCHEN NACHRICHTENUEBERTRAGUNG 917 2 AUFGABEN DER NACHRICHTENTECHNIK 919 3 GRUNDBEGRIFFE 919 4 NACHRICHT, INFORMATION UND SIGNAL 919 4.1 INFORMATIONSGEHALT 919 4.2 SIGNALE IN DER NACHRICHTENTECHNIK 919 4.3 ENTROPIE 920 4.4 REDUNDANZ 920 4.5 INFORMATIONSFLUSS 921 4.6 KANALKAPAZITAET, DYNAMIK 921 4.7 NACHRICHTENQUADER 921 4.8 SIGNALE IM ZEITBEREICH: ANALOG, DIGITAL, KONTINUIERLICH, DISKRET 922 4.9 SIGNALE IM FREQUENZBEREICH 922 4.9.1 PERIODISCHE SINUSFOERMIGE SIGNALE 923 4.9.2 PERIODISCHE NICHTSINUSFOERMIGE SIGNALE 923 4.9.3 NICHTPERIODISCHE SIGNALE 923 4.10 ABTASTTHEOREM VON SHANNON 926 4.11 ZUFAELLIGE (STOCHASTISCHE) SIGNALE 927 4.11.1 RAUSCHEN 927 4.11.2 KENNGROESSEN VON STOCHASTISCHEN SIGNALEN 928 4.11.3 ANWENDUNGEN DER KENNGROESSEN VON STOCHASTISCHEN SIGNALEN 929 4.12 VERZERRUNGEN 929 4.12.1 LINEARE VERZERRUNGEN 930 4.12.2 NICHTLINEARE VERZERRUNGEN 930 4.12.3 KLIRRFAKTOR 931 5 KENNGROESSEN DER UEBERTRAGUNGSSTRECKE 931 5.1 DAEMPFUNGSFAKTOR 931 5.2 UEBERTRAGUNGSFAKTOR 931 5.3 DAEMPFUNGSMASS 932 INHALTSVERZEICHNIS XXXIII 5.4 UEBERTRAGUNGSMASS, VERSTAERKUNGSMASS 932 5.5 PEGEL 932 5.5.1 ABSOLUTER PEGEL 932 5.5.2 RELATIVER PEGEL. 932 5.5.3 DAEMPFUNGSMASS, UEBERTRAGUNGSMASS 933 5.5.4 PEGELDIAGRAMM 933 II VIERPOLE, ZWEITORE 934 1 VIERPOL ALIGEMEIN 934 1.1 GRUNDLAGEN 934 1.2 VIERPOLGLEICHUNGEN, ZUSAMMENSCHALTUNG VON VIERPOLEN 934 1.3 BESTIMMUNG DER VIERPOLPARAMETER 936 1.4 ELEMENTARVIERPOLE 937 1.5 BETRIEBSKENNGROESSEN 937 2 SPEZIELLE VIERPOLE 945 2.1 UEBERTRAGUNGSSYMMETRISCHE (REZIPROKE) VIERPOLE 945 2.2 WIDERSTANDSSYMMETRISCHE VIERPOLE 946 2.3 LAENGSSYMMETRISCHE VIERPOLE 946 2.4 RUECKWIRKUNGSFREIE VIERPOLE 946 3 WELLENPARAMETER PASSIVER VIERPOLE 946 3.1 ALLGEMEINE PASSIVE VIERPOLE 946 3.2 LAENGSSYMMETRISCHE PASSIVE VIERPOLE 947 3.3 WELLENWIDERSTAND BEI PASSIVEN LAENGSSYMMETRISCHEN VIERPOLEN 947 3.4 UEBERTRAGUNGSMASS BEI PASSIVEN LAENGSSYMMETRISCHEN VIERPOLEN 948 3.5 SPEZIELLE VIERPOLE 948 3.5.1 DOPPEL-T-FILTER 948 3.5.2 KREUZSCHALTUNG 949 3.5.3 FREQUENZKOMPENSIERTER SPANNUNGSTEILER 949 III LEITUNGEN 950 1 LEITUNGSBELAEGE UND LEITUNGSGLEICHUNGEN 950 2 LEITUNG MIT SINUSFOERMIGEN SPANNUNGEN UND STROEMEN 952 2. 1 ALLGEMEINE LOESUNG 952 2.2 WELLENWIDERSTAND 952 2.3 AUSBREITUNGSKOEFFIZIENT 953 2.4 VERLUSTLOSE LEITUNG 953 2.5 LOESUNG MIT ZEIGERDARSTELLUNG 953 2.6 UNENDLICH LANGE LEITUNG 954 2.7 ANPASSUNG 954 2.8 PHASENGESCHWINDIGKEIT, GRUPPENGESCHWINDIGKEIT 954 3 LEITUNG MIT SINUSFOERMIGEN SPANNUNGEN UND STROEMEN UND BELIEBIGER ABSCHLUSS- IMPEDANZ Z, 954 3.1 REFLEXIONSFAKTOR, UEBERTRAGUNGSFAKTOR 954 3.2 EINGANGSIMPEDANZ 955 3.3 VERZERRUNGSFREIE LEITUNG 956 3.4 LEITUNG ALS VIERPOL 956 3.4.1 ALLGEMEINE ERSATZSCHALTUNG 956 3.4.2 ELEKTRISCH KURZE LEITUNG 957 4 VERLUSTLOSE LEITUNG 957 4.1 EIGENSCHAFTEN 957 4.2 WANDERWELLEN BEI REFLEXION AM LEITUNGSEIN- UND -AUSGANG 957 4.3 ELEKTRISCH LANGE LEITUNG 958 4.4 LEITUNG ALS TRANSFORMATOR 959 4.5 STEHENDE WELLEN 959 4.6 KETTENLEITER 959 4.7 WELLENFILTER 960 5 DATEN VON LEITUNGEN 961 6 HOCHFREQUENZLEITUNGEN 961 6.1 HOCHFREQUENZ-KOAXIALKABEL 961 6.2 HOHLLEITER 963 6.3 STREIFENLEITUNGEN 966 XXXIV INHALTSVERZEICHNIS 7 S-PARAMETER 970 7.1 SIGNALFLUSSDIAGRAMME 970 7.2 LEISTUNGSVERSTAERKUNG 972 8 KREISDIAGRAMM 972 8.1 DOPPEL-KREISDIAGRAMM 975 8.2 .S-PARAMETER IM KREISDIAGRAMM 976 IV ANTENNEN 978 1 GRUNDLAGEN 978 2 KENNGROESSEN 980 3 AUSFUEHRUNGSFORMEN VON ANTENNEN 982 3.1 VERTIKALANTENNE 982 3.2 RAHMENANTENNE 982 3.3 FERRITANTENNE 982 3.4 //2-DIPOL, //2-FALTDIPOL 983 3.5 BREITBANDDIPOL 983 3.6 GRUPPENSTRAHLER 983 3.7 YAGI-ANTENNE 983 3.8 LANGDRAHTANTENNE 984 3.9 ROHRSCHLITZSTRAHLER 984 3.10 PARABOLANTENNE 984 4 WELLENAUSBREITUNG 984 4.1 BODEN- UND RAUMWELLE 984 4.2 ERDATMOSPHAERE 985 4.3 WELLENAUSBREITUNG IM PLASMA 985 4.4 WELLENAUSBREITUNG IM BEREICH 30 KHZ BIS 30 GHZ 986 V MODULATION 988 1 UEBERSICHT 988 2 SINUSTRAEGER - MIT ANALOGSIGNAL MODULIERT 988 2.1 AMPLITUDENMODULATION (AM) 989 2.1.1 MODULATION DURCH MULTIPLIKATION 989 2.1.2 KENNGROESSEN DER AMPLITUDENMODULATION 989 2.1.3 MODULATION AN EINER QUADRATISCHEN KENNLINIE 990 2.1.4 MODULATION AN EINER NICHTLINEAREN NICHTQUADRATISCHEN KENNLINIE 991 2.1.5 ZEIGERDIAGRAMM 991 2.1.6 MODULATIONSTRAPEZ 991 2.1.7 DEMODULATION VON AM 992 2.1.8 LEISTUNG VON TRAEGER UND SEITENBAENDERN 992 2.1.9 STOERUNGEN BEI AMPLITUDENMODULIERTEN SIGNALEN 992 2.1.10 KREUZMODULATION 993 2.2 SONDERFORMEN DER AMPLITUDENMODULATION 993 2.2.1 EINSEITENBANDMODULATION (ESB, SSB) 993 2.2.2 RESTSEITENBANDMODULATION (RM, VSB) 994 2.2.3 QUADRATURMODULATION 995 2.3 TECHNISCHE AUSFUEHRUNG DER AMPLITUDENMODULATION 995 2.4 WINKELMODULATION 996 2.4.1 GRUNDLAGEN 996 2.4.2 KENNGROESSEN 997 2.4.3 ZEIGERDARSTELLUNG 997 2.4.4 SPEKTRUM UND BANDBREITENBEDARF 997 2.4.5 STOERUNGEN BEI WINKELMODULIERTEN SIGNALEN 998 2.4.6 PREEMPHASE, DEEMPHASE 999 2.4.7 ERZEUGUNG VON FREQUENZ- UND PHASENMODULATION 999 2.4.8 DEMODULATION VON FREQUENZ-UND PHASENMODULATION 1001 3 SINUSTRAEGER - MIT DIGITALSIGNAL MODULIERT 1002 3.1 AMPLITUDENUMTASTUNG (ASK) 1002 3.2 FREQUENZUMTASTUNG (FSK) 1003 3.3 PHASENUMTASTUNG (PSK) 1003 INHALTSVERZEICHNIS XXXV 3.3.1 ZWEIPHASENUMTASTUNG (2-PSK) 1004 3.3.2 VIERPHASENUMTASTUNG (4-PSK) 1005 3.3.3 N-PHASEN-UMTASTUNG 1006 4 PULSTRAEGER UNCODIERT 1007 4.1 PULSAMPLITUDENMODULATION (PAM) 1007 4.2 PULSFREQUENZ- UND PULSPHASENMODULATION (PFM, PPM) 1007 4.3 PULSDAUERMODULATION (PDM) 1009 4.4 PULSCODEMODULATION (PCM) 1009 4.4.1 PRINZIP 1009 4.4.2 ALIASING-EFFEKT 1010 4.4.3 ABTAST-HALTE-GLIED 1010 4.4.4 QUANTISIERUNG 1012 4.4.5 QUANTISIERUNGSGERAEUSCH 1012 4.4.6 KOMPANDIERUNG 1012 4.4.7 KODIERUNG 1013 4.4.8 DELTAMODULATION (DM) UND DIFFERENZ-PULSCODEMODULATION (DPCM) 1014 VI FILTER 1015 1 ALLGEMEINES 1015 2 PASSIVE R-C-FILTER 1016 2.1 PASSIVE R-C-TIEFPASSFILTER 1016 2.2 PASSIVE R-C-HOCHPASSFILTER 1017 2.3 BANDPASS AUS R-C-HOCH- UND TIEFPASSFILTER 1017 2.4 R-L-C-BANDPASS UND-BANDSPERRE 1019 2.5 BANDFILTER 1021 2.6 QUARZFILTER, KERAMISCHE FILTER 1022 2.7 DIGITALE FILTER 1023 2.8 FILTER MIT GESCHALTETEN KONDENSATOREN, SC-FILTER 1024 VII EMPFAENGERSCHALTUNGSTECHNIK 1025 1 GERADEAUSEMPFAENGER 1025 2 UEBERLAGERUNGSEMPFAENGER 1026 3 AUTOMATISCHE VERSTAERKUNGSREGELUNG (AVR) 1026 4 WEITERE SCHALTUNGSKONZEPTE 102 6 VIII TON- UND BILDUEBERTRAGUNG 1027 1 RUNDFUNK-STEREOUEBERTRAGUNG 1027 2 FERNSEH-BILDUEBERTRAGUNG 1028 2.1 GRUNDLAGEN, SCHWARZ-WEISS-EMPFAENGER 1028 2.2 FARBFERNSEHTECHNIK 1031 IX MEHRFACHUEBERTRAGUNG - MULTIPLEXVERFAHREN 1034 1 ZEITMULTIPLEXVERFAHREN 1035 1.1 ANALOGE SIGNALUEBERTRAGUNG 1035 1.2 DIGITAL KODIERTE SIGNALUEBERTRAGUNG 1036 2 FREQUENZMULTIPLEXVERFAHREN 1036 X RICHTFUNKTECHNIK 1037 XI NACHRICHTENUEBERTRAGUNG UEBER SATELLIT 1038 XII NACHRICHTENUEBERTRAGUNG UEBER LICHTWELLENLEITER (LWL) 1042 1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 1042 2 GRUNDMODELLE VON LICHTWELLENLEITERN 1044 2.1 MEHRMODEN-STUFENINDEX MIT TOTALREFLEXION 1044 2.2 MEHRMODEN-GRADIENTENINDEX 1044 2.3 EINMODEN-STUFENINDEX 1044 XXXVI INHALTSVERZEICHNIS 3 TECHNISCHE AUSFUEHRUNG VON LICHTWELLENLEITERN 1046 4 LICHTSENDER 1047 5 LICHTEMPFAENGER 1047 6 VERBINDEN VON LICHTLEITERN 1048 XIII FUNKMESSTECHNIK - RADAR 1048 1 GRUNDLAGEN, KENNGROESSEN 1048 2 DATEN VON RADARANLAGEN 1050 3 FUNKORTUNGSSYSTEM OMEGA 1051 4 SATELLITENGESTUETZTES ORTUNGSSYSTEM GPS 1051 XIV ELEKTROAKUSTISCHE WANDLER 1051 1 DEFINITIONEN, KENNGROESSEN 1051 2 SCHALLEMPFAENGER 1053 2.1 KENNGROESSEN FUER MIKROFONE 1053 2.2 MIKROFONSYSTEME 1054 2.2.1 KOHLEMIKROFON 1054 2.2.2 KRISTALLMIKROFON 1055 2.2.3 (ELEKTRO-)MAGNETISCHES MIKROFON 1055 2.2.4 (ELEKTRO-)DYNAMISCHES MIKROFON ALS TAUCHSPUL- ODER BAENDCHENMIKROFON 1055 2.2.5 KONDENSATORMIKROFON 1056 2.2.6 ELEKTRET-KONDENSATORMIKROFON 1057 2.3 DATEN UND EIGENSCHAFTEN VERSCHIEDENER MIKROFONSYSTEME 1057 3 SCHALLSENDER 1058 3.1 LAUTSPRECHER-UND HOERER-SYSTEME 1058 3.1.1 ELEKTRODYNAMISCHES SYSTEM 1058 3.1.2 (ELEKTRO-)MAGNETISCHES SYSTEM 1058 3.1.3 DYNAMISCHES SYSTEM 1058 3.1.4 ELEKTROSTATISCHES SYSTEM 1058 3.1.5 PIEZOELEKTRISCHES SYSTEM 1059 3.2 KENNGROESSEN, DATEN 1059 XV VERMITTLUNGSTECHNIK 1060 1 GRUNDBEGRIFFE 1060 2 VERMITTLUNG 1061 3 VERKEHRSTHEORIE 1061 4 ORTSVERMITTLUNGSTECHNIK 1062 4.1 ENDGERAET 1062 4.2 ORTSNETZ 1063 5 NATIONALES FERNNETZ 1064 6 INTERNATIONALES FERNNETZ 1065 XVI KOMMUNIKATIONS- UND DATENNETZE 1066 1 LOKALE KOMMUNIKATIONS- UND DATENNETZE 1066 2 OEFFENTLICHE KOMMUNIKATIONS-UND DATENNETZE 1068 2.1 FERNSPRECHNETZ 1068 2.1.1 KOMMUNIKATIONSDIENSTE 1068 2.1.2 TELEFAX 1068 2.1.3 TEMEX 1069 2.1.4 TELEBOX 1069 2.1.5 MODEM 1069 2.2 INTEGRIERTES DIGITALNETZ IDN 1069 2.2.1 TELETEX, TELEX 1069 2.2.2 DATEX 1069 2.3 ISDN 1069 2.4 MOBILFUNKNETZE 1070 2.4.1 EINWEG-FUNKNETZ: FUNKRUF DIENST 1070 2.4.2 FUNKTELEFONSYSTEME 1071 2.5 INTERNET 1072 INHALTSVERZEICHNIS XXXVII XVII OPTIMIERTE NACHRICHTEN- UND DATENUEBERTRAGUNG 1073 1 KODIERUNG 1073 1.1 QUELLENKODIERUNG 1073 1.1.1 GRUNDLAGEN 1073 1.1.2 OPTIMALKODES 1075 1.1.3 DATENREDUKTION 1076 1.2 KANALKODIERUNG 1076 1.2.1 GRUNDLAGEN 1076 1.2.2 MAXIMUM-LIKELIHOOD-VERFAHREN 1077 1.2.3 FALTUNGSKODIERER MIT LIKELIHOOD-VITERBI-DEKODIERER 1077 2 OPTIMALFILTER 1079 3 ANWENDUNG DER KORRELATION BEI GESTOERTEN SIGNALEN 108 2 LITERATURVERZEICHNIS 1083 LITERATUR ALLGEMEIN: 1083 LITERATUR ZU KAPITEL II: 1083 LITERATUR ZU KAPITEL III: 1083 LITERATUR ZU KAPITEL IV: 1083 LITERATUR ZU KAPITEL V: 1083 LITERATUR ZU DEN KAPITELN XII, XIV UND XVII: 1083 SIGNAL- UND SYSTEMTHEORIE HAEUFIG VERWENDETE FORMELZEICHEN 1085 I EINFUEHRUNG 1086 1 DARSTELLUNG IN DER ZEIT- UND IN DER FREQUENZEBENE 1086 2 HINWEISE ZUR ANWENDUNG 1087 II GRUNDBEGRIFFE 1088 III PERIODISCHE NICHTSINUSFOERMIGE ZEITKONTINUIERLICHE SIGNALE 1089 1 REELLE UND KOMPLEXE FOURIERREIHE 1089 2 BEISPIELE UND ANWENDUNGEN 1090 IV NICHTPERIODISCHE ZEITKONTINUIERLICHE SIGNALE 1093 1 FOURIERTRANSFORMATION 1093 1.1 TRANSFORMATIONSREGELN 1093 1.2 EIGENSCHAFTEN 1093 1.3 KORRESPONDENZTABELLE 1095 1.4 BEISPIELE 1096 2 LAPLACETRANSFORMATION 1096 2.1 EINFUEHRUNG 1096 2.2 TRANSFORMATION 1096 2.3 SAETZE ZUR LAPLACETRANSFORMATION 1099 2.4 ANWENDUNG DER LAPLACETRANSFORMATION BEI BEKANNTEM H(S) 1100 2.5 BESTIMMUNG VON H(S) 110 0 2.5.1 BESTIMMUNG VON H(S) MIT DIFFERENTIALGLEICHUNG 1100 2.5.2 BESTIMMUNG VON H(S) DURCH DIREKTE TRANSFORMATION DER EINZELELEMENTE 1100 2.6 BEISPIELE 1102 V SPEZIELLE SIGNALE 1107 1 STOSSFUNKTION, D-FUNKTION, DIRAC-IMPULS 1107 2 SPRUNGFUNKTION S(T) 1107 3 VERKNUEPFUNG VON S- UND RF-FUNKTION 1108 4 HARMONISCHE SCHWINGUNGEN 1 108 XXXVIII INHALTSVERZEICHNIS VI LEISTUNG 1109 VII FALTUNGSINTEGRAL 11 10 VIII ABTASTTHEOREM IM IX NICHTKONTINUIERLICHE (ZEITDISKRETE) SIGNALE 1112 1 DISKRETE FOURIERTRANSFORMATION (DFT) 1113 2 SCHNELLE FOURIERTRANSFORMATION (FFT) 1114 3 Z-TRANSFORMATION 1114 X ZUFAELLIGE SIGNALE 1118 1 GRUNDBEGRIFFE UND KENNGROESSEN 1118 2 VERTEILUNGEN 1121 2.1 BINOMIALVERTEILUNG 1121 2.2 POISSONVERTEILUNG 1121 2.3 NORMALVERTEILUNG, GAUSSVERTEILUNG 1121 3 RAUSCHEN 1122 4 SIGNALERKENNUNG BEI GESTOERTER UEBERTRAGUNG 1123 4.1 ERKENNEN VERSTECKTER PERIODIZITAETEN 1123 4.2 SIGNALERKENNUNG ALLGEMEIN 1123 4.3 SIGNALANGEPASSTE FILTER (MATCHED FILTER) 1123 LITERATURVERZEICHNIS 1124 LITERATUR ALLGEMEIN: 1124 LITERATUR ZU KAPITEL IX: 1124 LITERATUR ZU KAPITEL X: 1124 SACHWORTVERZEICHNIS
adam_txt	WOLFGANG BOEGE (HRSG.) WILFRIED PLASSMANN (HRSG.) VIEWEG HANDBUCH ELEKTROTECHNIK GRUNDLAGEN UND ANWENDUNGEN FUER ELEKTROTECHNIKER 4., UEBERARBEITETE AUFLAGE MIT 1726 ABBILDUNGEN UND 281 TABELLEN 3 VIEWEG INHALTSVERZEICHNIS VII INHALTSVERZEICHNIS MATHEMATIK I ARITHMETIK L 1 MENGEN 1 2 AUSSAGEFORMEN UND LOGISCHE ZEICHEN 1 2.1 AUSSAGEFORMEN 1 2.2 LOGISCHE ZEICHEN 1 2.3 VOLLSTAENDIGE INDUKTION 2 3 EINTEILUNG DER ZAHLEN 2 4 GRUNDRECHENARTEN 3 5 GRUNDLEGENDE RECHENREGELN 4 5.1 BUCHSTABENRECHNEN 4 5.2 KEHRWERT, QUERSUMME 4 5.3 TEILBARKEITSREGELN 4 5.4 PUNKTRECHNUNG VOR STRICHRECHNUNG 4 5.5 POTENZRECHNUNG VOR PUNKTRECHNUNG 4 5.6 GRUNDGESETZE DER ADDITION UND MULTIPLIKATION 5 5.7 GRUNDREGELN DER KLAMMERRECHNUNG 5 5.8 MULTIPLIKATION MIT KLAMMERN 5 5.9 INDIZES, SUMMENZEICHEN, PRODUKTZEICHEN 6 5.10 BINOMISCHE FORMELN 6 5.11 FAKULTAETEN, BINOMIALKOEFFIZIENTEN UND PASCALSCHES DREIECK 6 5.12 BINOMISCHER LEHRSATZ 7 5.13 DIVISION MIT KLAMMERN 8 6 BRUCHRECHNUNG 8 6.1 DEFINITIONEN 8 6.2 ERWEITERN UND KUERZEN 8 6.3 ADDIEREN UND SUBTRAHIEREN GLEICHNAMIGER BRUECHE 9 6.4 ADDIEREN UND SUBTRAHIEREN UNGLEICHNAMIGER BRUECHE 9 6.5 MULTIPLIZIEREN VON BRUECHEN 9 6.6 DIVIDIEREN VON BRUECHEN 10 7 POTENZ- UND WURZELRECHNUNG 10 7.1 DEFINITION DER POTENZ 10 7.2 REGELN DER POTENZRECHNUNG 10 7.3 DEFINITION DER WURZEL 11 7.4 REGELN DER WURZELRECHNUNG 12 8 DEZIMALZAHLEN UND DUALZAHLEN 14 8.1 DEZIMALSYSTEM 14 8.2 DUALSYSTEM 14 8.3 RUNDEN 15 9 LOGARITHMEN 15 9.1 DEFINITION DES LOGARITHMUS 15 9.2 SPEZIELLE BASEN 15 9.3 REGELN DER LOGARITHMENRECHNUNG 16 9.4 ZUSAMMENHANG VON LOGARITHMEN MIT VERSCHIEDENEN BASEN 16 9.5 DEKADISCHE LOGARITHMEN 17 10 MITTELWERTE 17 10.1 ARITHMETISCHES MITTEL 17 10.2 GEOMETRISCHES MITTEL 17 10.3 HARMONISCHES MITTEL 17 10.4 QUADRATISCHES MITTEL 18 11 UNGLEICHUNGEN 18 11.1 DEFINITIONEN UND RECHENREGELN 18 11.2 ABSOLUTBETRAG 18 11.3 INTERVALLE 19 VIII INHALTSVERZEICHNIS 12 KOMPLEXE ZAHLEN 19 12.1 ALGEBRAISCHE FORM 19 12.2 TRIGONOMETRISCHE FORM 20 12.3 ADDIEREN UND SUBTRAHIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 21 12.4 MULTIPLIZIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 21 12.5 DIVIDIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 22 12.6 POTENZIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 22 12.7 RADIZIEREN KOMPLEXER ZAHLEN 23 12.8 EULERSCHE FORMEL 23 II GLEICHUNGEN 24 1 GLEICHUNGSARTEN 24 2 AEQUIVALENTE UMFORMUNGEN 25 3 LINEARE GLEICHUNGEN 26 4 PROPORTIONEN 26 5 QUADRATISCHE GLEICHUNGEN 27 5.1 DEFINITIONEN 27 5.2 LOESUNGSVERFAHREN 27 5.2.1 SONDERFAELLE 27 5.2.2 NORMALFORM 28 5.2.3 ALLGEMEINE FORMEN 29 5.2.4 ZERLEGUNG IN LINEARFAKTOREN 29 5.3 SATZ VON VIETA FUER QUADRATISCHE GLEICHUNGEN 29 6 ALGEBRAISCHE GLEICHUNGEN HOEHEREN GRADES 30 6.1 KUBISCHE GLEICHUNGEN 30 6.2 POLYNOMDIVISION 31 6.3 GLEICHUNGEN VIERTEN GRADES 32 6.4 GLEICHUNGEN N-TEN GRADES 33 6.5 SATZ VON VIETA FUER GLEICHUNGEN N-TEN GRADES 33 7 AUF ALGEBRAISCHE GLEICHUNGEN ZURUECKFUEHRBARE GLEICHUNGEN 34 7.1 BRUCHGLEICHUNGEN 34 7.2 WURZELGLEICHUNGEN 35 8 TRANSZENDENTE GLEICHUNGEN 35 8.1 EXPONENTIALGLEICHUNGEN 35 8.2 LOGARITHMISCHE GLEICHUNGEN 36 8.3 TRIGONOMETRISCHE GLEICHUNGEN 36 9 LINEARE GLEICHUNGSSYSTEME 37 9.1 DEFINITIONEN 37 9.2 ZWEI LINEARE GLEICHUNGEN MIT ZWEI VARIABLEN 37 9.3 DREI LINEARE GLEICHUNGEN MIT DREI VARIABLEN 39 9.4 MATRIZEN UND DETERMINANTEN 39 10 LINEARE UNGLEICHUNGEN 44 10.1 DEFINITIONEN 44 10.2 LINEARE UNGLEICHUNGEN MIT EINER VARIABLEN 44 10.3 LINEARE UNGLEICHUNGEN MIT ZWEI VARIABLEN 45 10.4 LINEARE UNGLEICHUNGSSYSTEME MIT ZWEI VARIABLEN 45 III PLANIMETRIE 46 1 GERADEN UND STRECKEN 46 2 WINKEL 47 3 GRUNDKONSTRUKTIONEN MIT ZIRKEL UND LINEAL 48 4 PROJEKTION 49 5 GEOMETRISCHE OERTER 50 6 DREIECKE 50 6.1 ALLGEMEINE DREIECKE 50 6.2 GLEICHSCHENKLIGE DREIECKE 51 6.3 GLEICHSEITIGE DREIECKE 51 6.4 RECHTWINKLIGE DREIECKE 51 INHALTSVERZEICHNIS IX 6.5 BESONDERE GERADEN, STRECKEN UND KREISE 51 6.6 FLAECHENSAETZE IM RECHTWINKLIGEN DREIECK 53 6.7 KONGRUENZ VON DREIECKEN 54 6.8 GRUNDKONSTRUKTIONEN DES DREIECKS 55 7 VIERECKE 56 7.1 ALLGEMEINE VIERECKE 56 7.2 TRAPEZE 57 7.3 PARALLELOGRAMME 57 7.4 RHOMBEN 57 7.5 RECHTECKE 58 7.6 QUADRATE 58 7.7 DRACHEN 58 7.8 SEHNENVIERECKE 58 7.9 TANGENTENVIERECKE 59 8 REGULAERE N -ECKE 59 9 POLYGONE 60 10 KREISE 61 10.1 DEFINITIONEN 61 10.2 KREISSEKTOREN 61 10.3 KREISSEGMENTE 62 10.4 KREISE UND GERADEN 62 10.5 WINKELSAETZE AM KREIS 62 10.6 EIGENSCHAFTEN VON SEKANTEN UND SEHNEN 63 10.7 TANGENTENKONSTRUKTIONEN 63 10.8 SAETZE UEBER SEHNEN, SEKANTEN, TANGENTEN 63 10.9 BOGENMASS 64 11 SYMMETRIE 64 11.1 PUNKTSYMMETRIE 64 11.2 ACHSENSYMMETRIE 65 12 AEHNLICHKEIT 65 12.1 ZENTRISCHE STRECKUNG 65 12.2 STRAHLENSAETZE 65 12.3 AEHNLICHE FIGUREN 66 12.4 STRECKENTEILUNGEN 66 IV STEREOMETRIE 68 1 PRISMEN 68 1.1 ALLGEMEINE PRISMEN 68 1.2 PARALLELEPIPED UND WUERFEL 68 2 ZYLINDER 69 2.1 ALLGEMEINE ZYLINDER 69 2.2 GERADE KREISZYLINDER 69 2.3 HOHLZYLINDER 69 3 PYRAMIDEN 70 3.1 ALLGEMEINE PYRAMIDEN 70 3.2 GERADE QUADRATISCHE PYRAMIDEN 70 4 KEGEL 71 4.1 ALLGEMEINE KEGEL 71 4.2 GERADE KREISKEGEL 71 5 CAVALIERISCHES PRINZIP 72 6 PYRAMIDENSTUEMPFE UND KEGELSTUEMPFE 72 6.1 PYRAMIDENSTUEMPFE 72 6.2 KEGELSTUEMPFE 72 7 PLATONISCHE KOERPER 73 8 KUGELN 74 8.1 DEFINITIONEN 74 8.2 KUGELSEGMENTE 74 8.3 KUGELSEKTOREN 75 8.4 KUGELSCHICHTEN 75 X INHALTSVERZEICHNIS V FUNKTIONEN 76 1 DEFINITION UND DARSTELLUNGEN VON FUNKTIONEN 7 6 1.1 DEFINITIONEN 76 1.2 FUNKTIONSGLEICHUNG 76 1.3 GRAPH EINER FUNKTION 77 1.4 WERTETABELLE EINER FUNKTION 77 2 VERHALTEN VON FUNKTIONEN 77 2.1 MONOTONE FUNKTIONEN 77 2.2 SYMMETRISCHE FUNKTIONEN 78 2.3 BESCHRAENKTE FUNKTIONEN 79 2.4 INJEKTIVE FUNKTIONEN 79 2.5 SURJEKTIVE FUNKTIONEN 79 2.6 BIJEKTIVE FUNKTIONEN 79 2.7 PERIODISCHE FUNKTIONEN 79 2.8 UMKEHRFUNKTIONEN 79 2.9 REELLE UND KOMPLEXE FUNKTIONEN 80 3 EINTEILUNG DER ELEMENTAREN FUNKTIONEN 80 4 GANZE RATIONALE FUNKTIONEN 82 4.1 KONSTANTE FUNKTIONEN 82 4.2 LINEARE FUNKTIONEN 82 4.3 QUADRATISCHE FUNKTIONEN 84 4.4 KUBISCHE FUNKTIONEN 87 4.5 GANZE RATIONALE FUNKTIONEN N-TEN GRADES 88 4.6 HORNER-SCHEMA 89 5 GEBROCHENE RATIONALE FUNKTIONEN 89 5.1 NULLSTELLEN, POLE, ASYMPTOTEN 89 5.2 PARTIALBRUCHZERLEGUNG 92 6 IRRATIONALE FUNKTIONEN 93 7 TRANSZENDENTE FUNKTIONEN 95 7.1 EXPONENTIALFUNKTIONEN 95 7.2 LOGARITHMUSFUNKTIONEN 96 VI TRIGONOMETRIE 97 1 DEFINITION DER TRIGONOMETRISCHEN FUNKTIONEN 97 2 TRIGONOMETRISCHE FUNKTIONEN FUER BELIEBIGE WINKEL 98 3 BEZIEHUNGEN FUER DEN GLEICHEN WINKEL 99 4 GRAPHEN DER TRIGONOMETRISCHEN FUNKTIONEN 99 5 REDUKTIONSFORMELN 100 6 ADDITIONSTHEOREME 101 7 SINUSSATZ UND KOSINUSSATZ 102 8 GRUNDAUFGABEN DER DREIECKSBERECHNUNG 103 9 ARKUSFUNKTIONEN 104 VII ANALYTISCHE GEOMETRIE 106 1 KOORDINATENSYSTEME 106 1.1 KARTESISCHES KOORDINATENSYSTEM DER EBENE 106 1.2 POLARKOORDINATENSYSTEM DER EBENE 106 1.3 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN KARTESISCHEN UND POLARKOORDINATEN 107 1.4 KARTESISCHES KOORDINATENSYSTEM DES RAUMS 108 2 GERADEN 108 2.1 GERADENGLEICHUNGEN 108 2.2 ABSTAENDE 110 3 KREISE 111 3.1 KREISGLEICHUNGEN 111 3.2 BERECHNUNG VON KREISEN 112 3.3 KREIS UND GERADE 113 4 KUGELN 115 INHALTSVERZEICHNIS XI 5 KEGELSCHNITTE 115 5.1 ELLIPSEN 116 5.2 HYPERBELN 118 5.3 PARABELN 120 5.4 ANWENDUNGEN 122 6 GRAPHISCHES LOESEN VON GLEICHUNGEN 1 24 7 VEKTOREN 126 7.1 DEFINITIONEN 126 7.2 MULTIPLIKATION EINES VEKTORS MIT EINEM SKALAR 127 7.3 ADDITION UND SUBTRAKTION ZWEIER VEKTOREN 127 7.4 KOMPONENTENDARSTELLUNG VON VEKTOREN IN DER EBENE 127 7.5 KOMPONENTENDARSTELLUNG VON VEKTOREN IM RAUM 128 7.6 SKALARPRODUKT 129 7.7 VEKTORPRODUKT 129 7.8 SPATPRODUKT 130 VIII DIFFERENTIAL-UND INTEGRALRECHNUNG 131 1 FOLGEN 131 1.1 GRUNDBEGRIFFE 131 1.2 ARITHMETISCHE FOLGEN 131 1.3 GEOMETRISCHE FOLGEN 132 1.4 GRENZWERT EINER FOLGE 132 1.5 TABELLE EINIGER GRENZWERTE 132 1.6 DIVERGENTE FOLGEN 133 2 REIHEN 133 2.1 DEFINITIONEN 133 2.2 ARITHMETISCHE REIHEN 134 2.3 GEOMETRISCHE REIHEN 134 2.4 HARMONISCHE REIHEN 135 2.5 ALTERNIERENDE REIHEN 135 3 GRENZWERTE VON FUNKTIONEN 136 3.1 GRENZWERT AN EINER ENDLICHEN STELLE 136 3.2 EINSEITIGE GRENZWERTE 136 3.3 GRENZWERT IM UNENDLICHEN 137 3.4 RECHENREGELN FUER GRENZWERTE 137 3.5 UNBESTIMMTE AUSDRUECKE 137 3.6 STETIGKEIT EINER FUNKTION 137 3.7 UNSTETIGKEITSSTELLEN 138 4 ABLEITUNG EINER FUNKTION 138 4.1 DEFINITIONEN 138 4.2 DIFFERENTIATIONSREGELN 139 4.3 HOEHERE ABLEITUNGEN 141 4.4 ABLEITUNGEN EINIGER ALGEBRAISCHER FUNKTIONEN 141 4.5 ABLEITUNGEN EINIGER TRANSZENDENTER FUNKTIONEN 142 4.5.1 TRIGONOMETRISCHE FUNKTIONEN 142 4.5.2 LOGARITHMUSFUNKTIONEN 143 4.5.3 EXPONENTIALFUNKTIONEN 143 4.5.4 ZUSAMMENFASSENDE UEBERSICHT 143 4.6 SEKANTEN UND TANGENTEN 143 4.7 EXTREMWERTE VON FUNKTIONEN 144 4.8 KRUEMMUNGSVERHALTEN VON FUNKTIONEN 144 4.9 WENDEPUNKTE VON FUNKTIONEN 145 4.10 KURVENDISKUSSION 146 4.11 ANWENDUNGSBEISPIELE 146 4.12 NAEHERUNGSVERFAHREN ZUR NULLSTELLENBESTIMMUNG 147 4.12.1 REGULA FALSI 147 4.12.2 NEWTONSCHES VERFAHREN 147 5 INTEGRALRECHNUNG 148 5.1 UNBESTIMMTES INTEGRAL 148 5.2 INTEGRATIONSREGELN 148 5.3 UNBESTIMMTE INTEGRALE EINIGER ALGEBRAISCHER FUNKTIONEN 150 5.4 UNBESTIMMTE INTEGRALE EINIGER TRANSZENDENTER FUNKTIONEN 150 5.5 BESTIMMTES INTEGRAL 151 XII INHALTSVERZEICHNIS 5.6 HAUPTSATZ DER DIFFERENTIAL-UND INTEGRALRECHNUNG 152 5.7 EIGENSCHAFTEN DES BESTIMMTEN INTEGRALS 152 5.8 EINIGE ANWENDUNGEN DER INTEGRALRECHNUNG 153 6 FUNKTIONENREIHEN 155 6.1 DEFINITIONEN 155 6.2 POTENZREIHEN 156 6.3 FOURIER-REIHEN 157 ANHANG A SYMBOLE UND BEZEICHNUNGSWEISEN 161 B MATHEMATISCHE KONSTANTEN 163 C DAS GRIECHISCHE ALPHABET 163 PHYSIK I EINFUEHRUNG 165 1 PHYSIKALISCHE GROESSEN 165 1.1 SKALARE 165 1.2 VEKTOREN 165 2 SL-SYSTEM 165 II MECHANIK 166 1 KINEMATIK DES MASSENPUNKTES 166 1.1 EINDIMENSIONALE BEWEGUNGEN 166 1.1.1 GESCHWINDIGKEIT 166 1.1.2 BESCHLEUNIGUNG 167 1.1.3 FREIERFALL 167 1.1.4 SENKRECHTER WURF 168 1.2 ZUSAMMENGESETZTE BEWEGUNGEN 168 1.2.1 SCHIEFER WURF 169 1.3 KREISBEWEGUNG 170 1.3.1 BAHNGESCHWINDIGKEIT 170 1.3.2 WINKELGESCHWINDIGKEIT 170 1.3.3 KREISFREQUENZ 170 1.3.4 WINKELBESCHLEUNIGUNG 170 2 DYNAMIK 171 2.1 NEWTONSCHE AXIOME 171 2.2 KRAFT 171 2.3 IMPULS 174 2.4 ARBEIT, LEISTUNG, WIRKUNGSGRAD UND ENERGIE 174 2.5 STOSSPROZESSE 176 2.6 ROTATION 177 2.7 GRAVITATION 180 3 ELASTISCHE VERFORMUNG FESTER KOERPER 1 80 4 MECHANIK DER RUHENDEN FLUESSIGKEITEN UND GASE 181 4.1 DRUCK 181 4.2 KOMPRESSIBILITAET 181 4.3 VOLUMENAUSDEHNUNG 181 4.4 HYDROSTATISCHER DRUCK IN FLUESSIGKEITEN 181 4.5 SCHWEREDRUCK IN GASEN 182 4.6 AUFTRIEB 182 5 HYDRODYNAMIK 182 5.1 KONTINUITAETSGLEICHUNG 182 5.2 BERNOULLI-GLEICHUNG 182 5.3 INNERE REIBUNG 183 III THERMODYNAMIK 183 1 GRUNDBEGRIFFE 183 INHALTSVERZEICHNIS XIII 2 TEMPERATUR 183 2.1 EINHEITEN 183 2.2 TEMPERATURMESSUNG 184 3 THERMISCHE AUSDEHNUNG 184 3.1 FESTE STOFFE 184 3.2 FLUESSIGKEITEN 184 3.3 GASE 185 4 IDEALE GASE 185 4.1 ALLGEMEINE ZUSTANDSGLEICHUNG IDEALER GASE 185 4.2 KINETISCHE GASTHEORIE 186 4.3 WAERMEENERGIE 186 4.4 ZUSTANDSAENDERUNGEN IDEALER GASE 187 4.5 KREISPROZESSE 188 5 WAERMEUEBERTRAGUNG 188 5.1 WAERMELEITUNG 188 5.2 WAERMESTROEMUNG 189 5.3 WAERMESTRAHLUNG 189 IV SCHWINGUNGEN 189 1 FREIE UNGEDAEMPFTE HARMONISCHE SCHWINGUNGEN 189 2 GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN 190 3 ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN 190 4 UEBERLAGERUNG HARMONISCHER SCHWINGUNGEN 191 4.1 SCHWINGUNGSRICHTUNG PARALLEL ZUEINANDER 191 4.2 SCHWINGUNGSRICHTUNG SENKRECHT ZUEINANDER 192 V WELLEN 193 1 HARMONISCHE WELLEN 193 1.1 AUSBREITUNG 193 1.2 INTERFERENZ 194 2 HUYGENSCHES PRINZIP 195 2.1 REFLEXION 196 2.2 BRECHUNG 196 2.3 BEUGUNG 196 3 DOPPLEREFFEKT 197 VI AKUSTIK 198 1 SCHALLAUSBREITUNG 199 2 REFLEXION, TRANSMISSION, ABSORPTION 199 3 ULTRASCHALL 199 VII OPTIK 200 1 EIGENSCHAFTEN DES LICHTES 200 2 GEOMETRISCHE OPTIK 200 2.1 REFLEXION DES LICHTES 200 2.2 BRECHUNGSGESETZ 202 2.3 OPTISCHE GERAETE 206 3 WELLENOPTIK 208 3.1 INTERFERENZ 208 3.2 BEUGUNG 209 4 PHOTOMETRIE 210 4.1 STRAHLUNGSPHYSIKALISCHE GROESSEN 211 4.2 LICHTTECHNISCHE GROESSEN 212 5 LICHT ALS KORPUSKEL 213 VIII ANHANG 215 A PHYSIKALISCHE GROESSEN UND EINHEITEN 215 B ZAHLENWERTE PHYSIKALISCHER GROESSEN 216 XIV INHALTSVERZEICHNIS WERKSTOFFKUNDE I STOFFE 217 1 EIGENSCHAFTEN DER STOFFE 217 2 ATOMBAU UND PERIODENSYSTEM 217 3 AUFBAU DER FESTEN KOERPER 220 4 CHEMISCHE GRUNDZUSAMMENHAENGE 222 5 ELEKTROCHEMIE 224 II ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT 225 1 LEITUNGSMECHANISMUS 225 2 ISOLATOR 226 3 HALBLEITER 227 4 NORMALLEITER 227 5 SUPRALEITER 227 6 HALLEFFEKT 228 III ELEKTRISCHE LEITER 230 1 NORMALLEITER 230 2 HALBLEITER 230 3 SUPRALEITER 233 IV MAGNETISCHE LEITFAEHIGKEIT 233 1 MODELLVORSTELLUNG 233 2 VERHALTEN VON MATERIE IM MAGNETFELD 233 3 MAGNETISIERUNG 235 4 MAGNETISIERUNGSKURVE 235 5 PERMEABILITAET 236 V MAGNETIKA 230 1 METALLOXIDE (FERRITE) 238 2 WEICHMAGNETIKA 238 3 HARTMAGNETIKA (DAUERMAGNETE) (DIN 17410) 242 VI DIELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 230 1 MODELLVORSTELLUNGEN ZUR DIELEKTRISCHEN POLARISATION 245 2 DIELEKTRISCHE MATERIALEINTEILUNG 246 3 ELEKTRISCHE MATERIALEINTEILUNG 246 VII DIELEKTRIKA 248 1 NATUERLICHE ANORGANISCHE DIELEKTRIKA 248 2 NATUERLICHE ORGANISCHE DIELEKTRIKA 249 3 KUENSTLICHE ANORGANISCHE DIELEKTRIKA 249 4 KUENSTLICHE ORGANISCHE DIELEKTRIKA 249 5 SILIKONE 250 LITERATURHINWEISE 250 GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK I GRUNDBEGRIFFE 253 1 AUFBAU DER ATOME 253 2 LADUNGSTRAEGER 253 3 SPANNUNG 253 XV 4 STROM 253 4.1 BEWEGUNG VON LADUNGSTRAEGERN 253 4.2 STROMSTAERKE 254 4.3 STROMDICHTE 254 5 DAS OHMSCHE GESETZ 254 6 SPEZIFISCHER WIDERSTAND, LEITFAEHIGKEIT 254 7 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DES ELEKTRISCHEN WIDERSTANDES VON METALLEN 255 DER GLEICHSTROMKREIS 256 1 ZAEHLPFEILSYSTEME 256 2 KIRCHHOFFSCHE GESETZE 256 2.1 KNOTENREGEL 256 2.2 MASCHENREGEL 256 3 SCHALTUNG VON WIDERSTAENDEN 257 3.1 REIHENSCHALTUNG 257 3.2 PARALLELSCHALTUNG 257 3.3 STERN-DREIECK-UMWANDLUNG 257 3.4 MESSBEREICHSERWEITERUNG 258 3.4.1 VOLTMETER 258 3.4.2 AMPEREMETER 259 4 ERSATZSPANNUNGSQUELLE 259 4.1 KOMBINATION VON SPANNUNGSQUELLEN 259 4.1.1 REIHENSCHALTUNG 260 4.1.2 PARALLELSCHALTUNG 260 5 ERSATZSTROMQUELLE 260 6 NETZWERKBERECHNUNG 260 6.1 GEMISCHTE SCHALTUNGEN 261 6.2 UEBERLAGERUNGSVERFAHREN 261 6.3 ERSATZSPANNNUNGSQUELLE 262 6.4 NICHTLINEARE GLEICHSTROMKREISE 262 7 ENERGIE, LEISTUNG, WIRKUNGSGRAD 263 7.1 LEISTUNGSANPASSUNG 263 7.2 LEISTUNGSVERLUST AUF LEITUNGEN 264 7.3 WIRKUNGSGRAD 264 7.4 UMWANDLUNG ELEKTRISCHER ENERGIE 264 7.4.1 WAERME 264 7.4.2 MECHANISCHE ENERGIE 264 DAS ELEKTRISCHE FELD 265 1 GRUNDGROESSEN 265 1.1 KRAEFTE ZWISCHEN LADUNGEN 265 1.2 FELDSTAERKE 266 1.3 FELDLINIEN 266 1.4 POTENTIAL, SPANNUNG 266 1.5 AEQUIPOTENTIALLINIEN 267 1.6 ELEKTRISCHER FLUSS 267 1.7 ENERGIE GELADENER TEILCHEN IM ELEKTRISCHEN FELD 267 2 MATERIE IM ELEKTRISCHEN FELD 26 8 2.1 LEITER 268 2.2 NICHTLEITER 268 3 KONDENSATOREN 268 3.1 KAPAZITAET 269 3.1.1 PLATTENKONDENSATOR 269 3.1.2 SPEZIELLE KONDENSATOREN 269 3.2 SCHALTUNGEN MIT KONDENSATOREN 270 3.2.1 REIHENSCHALTUNG 270 3.2.2 PARALLELSCHALTUNG 270 3.2.3 GEMISCHTE SCHALTUNGEN 271 3.3 ENERGIE DES ELEKTROSTATISCHEN FELDES 271 3.4 LADEN UND ENTLADEN EINES KONDENSATORS 272 3.5 RC-REIHENSCHALTUNG 273 XVI INHALTSVERZEICHNIS IV DAS MAGNETISCHE FELD 274 1 FELDLINIEN 274 1.1 DAUERMAGNET 274 1.2 STROMDURCHFLOSSENE LEITER 274 1.3 STROMDURCHFLOSSENE SPULE 274 1.4 MAGNETFELD DER ERDE 275 2 MAGNETISCHE GRUNDGROESSEN 275 2.1 FELDSTAERKE 275 2.2 FLUSS, FLUSSDICHTE 278 3 KRAEFTE IM MAGNETFELD 279 3.1 KRAEFTE AUF BEWEGLICHE LADUNGSTRAEGER 279 3.2 STROMDURCHFLOSSENER LEITER 279 3.3 MAGNETISCHES MOMENT 280 3.4 KRAEFTE ZWISCHEN ZWEI PARALLELEN LEITERN 280 3.5 HALL-EFFEKT 281 4 ENERGIE DES MAGNETFELDES 282 5 MATERIE IM MAGNETFELD 282 5.1 DIAMAGNETISMUS 283 5.2 PARAMAGNETISMUS 283 5.3 FERROMAGNETISMUS 284 5.3.1 MAGNETISIERUNGSKURVE 284 5.3.2 VERLAUF DER PERMEABILITAET 285 5.3.3 TEMPERATURABHAENGIGKEIT 285 5.3.4 MAGNETOSTRIKTION 286 5.4 ANTIFERROMAGNETISMUS 286 5.5 FERRIMAGNETISMUS 286 6 MAGNETISCHE KREISE 286 6.1 MAGNETISCHE SPANNUNG 286 6.2 MAGNETISCHERWIDERSTAND 287 6.3 UNVERZWEIGTE KREISE 287 6.4 VERZWEIGTE KREISE 288 V INDUKTION 289 1 INDUKTION BEI AENDERUNG DER FLAECHE 289 2 INDUKTION BEI AENDERUNG DES MAGNETFELDES 291 3 DIE INDUKTIVITAET EINER SPULE 291 3.1 SELBSTINDUKTION 291 3.2 GEGENINDUKTION 292 3.3 ENERGIE IM MAGNETFELD EINER SPULE 293 3.4 EIN- UND AUSSCHALTVORGAENGE 293 3.5 ZUSAMMENSCHALTEN VON INDUKTIVITAETEN 294 VI WECHSELSTROM 294 1 GRUNDBEGRIFFE DES WECHSELSTROMS 294 1.1 ERZEUGUNG EINER SINUSFOERMIGEN WECHSELSPANNUNG 294 1.2 PHASENVERSCHIEBUNG 295 1.3 EFFEKTIVWERT 295 1.4 DARSTELLUNGSARTEN 296 1.4.1 ZEIGERDARSTELLUNG VON SINUSGROESSEN 296 1.4.2 DARSTELLUNG VON SINUSGROESSEN IN DER KOMPLEXEN ZAHLENEBENE 296 2 GRUNDSCHALTELEMENTE IM WECHSELSTROMKREIS 297 2.1 OHMSCHER WIDERSTAND 297 2.2 KAPAZITAET 297 2.3 SPULE 297 3 SCHALTUNGEN VON WECHSELSTROMWIDERSTAENDEN 299 3.1 REIHENSCHALTUNG VON WECHSELSTROMWIDERSTAENDEN 299 3.1.1 WIRKWIDERSTAND UND INDUKTIVITAET 299 3.1.2 WIRKWIDERSTAND UND KAPAZITAET 300 3.1.3 WIRKWIDERSTAND, INDUKTIVITAET UND KAPAZITAET 301 INHALTSVERZEICHNIS XVII 3.2 PARALLELSCHALTUNG VON WECHSELSTROMWIDERSTAENDEN 303 3.2.1 WIRKWIDERSTAND UND INDUKTIVITAET 303 3.2.2 WIRKWIDERSTAND UND KAPAZITAET 304 3.2.3 WIRKWIDERSTAND, INDUKTIVITAET UND KAPAZITAET 305 3.3 GEMISCHTE SCHALTUNGEN 306 4 PASSIVE FILTER 307 4.1 HOCHPASSSCHALTUNG MIT RC- UND KL-GLIED 307 4.2 TIEFPASSSCHALTUNG MIT RC- UND RL-GLIED 308 4.3 BANDPASSSCHALTUNG 309 5 SCHWINGKREISE 309 5.1 REIHENRESONANZ 310 5.2 PARALLELRESONANZ 310 6 LEISTUNG UND ARBEIT IM WECHSELSTROMKREIS 310 6.1 LEISTUNG UND ARBEIT BEI PHASENGLEICHHEIT VON SPANNUNG UND STROM 310 6.2 LEISTUNG UND ARBEIT BEI PHASENVERSCHIEBUNG VON SPANNUNG UND STROM 311 6.3 LEISTUNG IN KOMPLEXER SCHREIBWEISE 312 6.4 LEISTUNGSFAKTOR 312 VII DREHSTROM 313 1 ERZEUGUNG VON MEHRPHASIGEM WECHSELSTROM 313 2 PHASENVERKETTUNG 313 2.1 STERNSCHALTUNG 313 2.2 DREIECKSCHALTUNG 314 3 LEISTUNG DES DREIPHASENSTROMS 315 4 DAS UNSYMMETRISCHE DREIPHASENSYSTEM 315 4.1 DAS UNSYMMETRISCHE DREILEITERNETZ 315 4.2 DAS UNSYMMETRISCHE VIERLEITERNETZ 316 ELEKTRONIK I LEITUNGSMECHANISMEN BEI HALBLEITERN, PN-UEBERGANG 319 1 EINFUEHRUNG IN DIE HALBLEITERPHYSIK 319 2 DER PN-UEBERGANG 321 II DIODEN 322 1 KENNLINIEN 322 2 KENNDATEN UND GRENZWERTE 323 3 KENNZEICHNUNG VON HALBLEITER-BAUELEMENTEN 326 4 DIODENARTEN 327 4.1 KAPAZITAETSDIODEN 328 4.2 SCHALTERDIODEN 329 4.3 SCHOTTKY-DIODEN 330 4.4 GLEICHRICHTER-DIODEN 330 4.5 Z-DIODEN 331 5 ANWENDUNGSSCHALTUNGEN 332 5.1 BEGRENZERSCHALTUNGEN 332 5.2 GLEICHRICHTER 333 5.2.1 EINWEGGLEICHRICHTER (ML) 333 5.2.2 MITTELPUNKTSCHALTUNG (M2) 335 5.2.3 BRUECKENGLEICHRICHTERSCHALTUNG (B2) 336 5.3 SPANNUNGSVERVIELFACHER 338 5.4 DIODE ALS KONSTANTSPANNUNGSQUELLE (Z-DIODE) 339 III MEHRSCHICHTDIODEN UND -TRIODEN 341 1 VIERSCHICHTDIODEN 341 2 THYRISTOREN 342 XVIII INHALTSVERZEICHNIS 3 DIAC 345 4 TRIAC 346 5 SCHUTZ DER DIODEN UND TRIODEN 346 6 ZUENDMETHODEN 347 IV TRANSISTOREN 349 1 BIPOLARE TRANSISTOREN 349 1.1 TRANSISTOREFFEKT 349 1.2 TRANSISTORKENNLINIEN 350 1.3 KENN-UND GRENZWERTE DES TRANSISTORS 352 2 FELDEFFEKTTRANSISTOREN (FET) 356 2.1 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE DES SPERRSCHICHT-FET 356 2.2 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE DES MOSFET 358 2.3 KENNLINIEN VON FET 359 2.4 KENNWERTE VON FET 360 V BESONDERE HALBLEITER-BAUELEMENTE 365 1 UNIJUNCTION-TRANSISTOR (DOPPELBASISDIODE) 365 2 DARLINGTON-TRANSISTOR 366 3 VMOS-TRANSISTOREN 367 4 SIPMOS-TRANSISTOREN 368 5 IGBT 369 VI ANALOGE VERSTAERKER 371 1 BIPOLARER TRANSISTOR ALS VERSTAERKER 371 1.1 GRUNDSCHALTUNGEN 373 1.2 ARBEITSPUNKTSTABILISIERUNG 375 1.3 EMITTERSCHALTUNGEN 379 1.4 KOLLEKTORSCHALTUNGEN 381 1.5 BASISSCHALTUNG 382 2 FELDEFFEKT-TRANSISTOR ALS VERSTAERKER 383 2.1 ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG UND-STABILISIERUNG 383 2.2 GRUNDSCHALTUNGEN VON FET 385 2.2.1 SOURCESCHALTUNG 386 2.2.2 DRAINSCHALTUNG 388 2.2.3 GATESCHALTUNG 389 2.3 WEITERE ANWENDUNGEN 390 3 MEHRSTUFIGE VERSTAERKER 392 VII ENDSTUFEN 397 1 BETRIEBSARTEN 397 2 SCHALTUNGEN 397 VIII OPERATIONSVERSTAERKER 402 1 EINFUEHRUNG 402 2 DIFFERENZVERSTAERKER 402 3 GRUNDLAGEN DES OP 403 4 OPERATIONSVERSTAERKER ALS VERSTAERKER 406 4.1 VERSTAERKER MIT FREQUENZUNABHAENGIGER GEGENKOPPLUNG 406 4.2 VERSTAERKER MIT FREQUENZABHAENGIGER GEGENKOPPLUNG 409 4.3 OP ALS LEISTUNGSVERSTAERKER 411 4.4 AKTIVE FILTERSCHALTUNGEN 412 IX ELEKTRONISCHE SCHALTER, KIPPSTUFEN 413 1 TRANSISTOR ALS SCHALTER 413 2 KIPPSCHALTUNGEN MIT TRANSISTOREN 417 2.1 BISTABILE KIPPSTUFE 417 2.2 MONOSTABILE KIPPSTUFE 418 2.3 ASTABILE KIPPSTUFE 419 2.4 TRIGGERSCHALTUNGEN 419 INHALTSVERZEICHNIS XIX 3 OPERATIONSVERSTAERKER ALS SCHALTER 420 4 KIPPSCHALTUNGEN MIT OPERATIONSVERSTAERKER 421 4.1 TRIGGERSCHALTUNGEN MIT OPERATIONSVERSTAERKER 421 4.2 ASTABILE KIPPSTUFE MIT OPERATIONSVERSTAERKER 422 4.3 MONOSTABILE KIPPSTUFE MIT OPERATIONSVERSTAERKER 423 4.4 BISTABILE KIPPSTUFE MIT OPERATIONSVERSTAERKER 423 5 ZEITGEBER 555 424 6 TRIGGER TCA 345 A 425 X OSZILLATOREN 425 1 ALLGEMEINES 425 2 SINUSGENERATOREN (RC-OSZILLATOREN) 426 3 FUNKTIONSGENERATOREN 428 XI SCHALTUNGSTECHNIKEN 429 1 INTEGRIERTE SCHALTUNGEN 429 2 SMD-TECHNIK 431 XII OPTOELEKTRONIK 433 1 GRUNDSAETZLICHE UEBERLEGUNGEN 433 2 OPTOELEKTRONISCHE BAUELEMENTE 433 2.1 FOTOWIDERSTAND (LDR - LIGHT DEPENDENT RESISTOR) 433 2.2 FOTODIODE UND FOTOELEMENT 434 2.3 FOTOTRANSISTOREN 436 2.4 LUMINESZENZDIODEN UND FLUESSIGKRISTALLE 437 3 ANZEIGEEINHEITEN 439 4 SIGNALUEBERTRAGUNG MIT OPTOKOPPLER 440 5 FASEROPTISCHE UEBERTRAGUNGSMITTEL 441 XIII ANALOG-DIGITAL-WANDLER 441 1 GRUNDLAGEN 441 2 SPANNUNGS-FREQUENZ-WANDLER 442 3 SAEGEZAHNVERFAHREN 442 4 DUAL-SLOPE-VERFAHREN 442 5 FLASH-WANDLER 443 6 WANDLER NACH DEM WAEGEVERFAHREN 443 7 INTEGRIERTE WANDLER 444 XIV DIGITAL-ANALOG-WANDLER 444 1 GRUNDLAGEN 444 2 D/A-WANDLER-VARIANTEN 444 3 INTEGRIERTE WANDLER 445 XV LEISTUNGSELEKTRONIK 447 1 GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN/STROMVERSORGUNG 447 2 ANWENDUNGSSCHALTUNGEN 453 3 SCHALTNETZTEILE 455 4 ELEKTRONISCHE SCHALTER 457 5 ELEKTRONISCHE STELLER 458 TECHNISCHE KOMMUNIKATION I GRUNDLAGEN DER ZEICHNERISCHEN DARSTELLUNG 461 1 ZEICHENGERAETE 461 2 NORMEN FUER TECHNISCHE ZEICHNUNGEN 462 XX INHALTSVERZEICHNIS 3 DARSTELLUNG UND BEMASSUNG VON KOERPERN 462 4 NORMTEILE UND KONSTRUKTIONSELEMENTE 476 5 WICHTIGE NORMTEILE DES MASCHINENBAUES 489 6 NUTZEN DER NORMUNG 493 II SCHALTUNGSUNTERLAGEN 447 1 SCHALTZEICHEN NACH DIN 496 2 ELEKTRISCHE BETRIEBSMITTEL 499 3 SCHALTUNGSUNTERLAGEN DER ENERGIETECHNIK 502 4 SCHALTUNGSUNTERLAGEN DER ELEKTRONIK 506 4.1 ALLGEMEINES 506 4.2 SCHALTZEICHEN NACH DIN 40900 TEIL 12 BINAERE ELEMENTE 506 4.3 ENTWURF VON SCHALTUNGEN 509 4.3.1 VERDRAHTUNGSPLAN MIT UNIVERSALPLATINEN 509 4.3.2 ENTWURF UND HERSTELLUNG GEDRUCKTER SCHALTUNGEN 509 5 PROJEKTIERUNG 510 III SCHALTUNGSSYNTHESE UND-ANALYSE 51 1 1 BEISPIELE AUS DER ELEKTROTECHNIK 511 2 BEISPIELE AUS DER ELEKTRONIK 511 IV CAD-TECHNIK 514 1 ALLGEMEINES 514 2 HARDWARE UND SOFTWARE 514 3 ERSTELLEN VON SCHALTPLAENEN 514 4 ERSTELLEN VON LAYOUTS 514 5 ANWENDUNGEN IN DER ELEKTRONIK 517 6 AUSWAHL VON CAD-SYSTEMEN 517 DATENTECHNIK I DIGITALTECHNIK 521 1 GRUNDBEGIFFE DER DIGITALTECHNIK 521 2 LOGISCHE GRUNDSCHALTUNGEN 522 2.1 GRUNDVERKNUEPFUNGEN 522 2.1.1 NICHT-VERKNUEPFUNG 522 2.1.2 UND-VERKNUEPFUNG 522 2.1.3 ODER-VERKNUEPFUNG 523 2.2 REALISIERUNGSMOEGLICHKEITEN LOGISCHER VERKNUEPFUNGEN 523 3 SCHALTALGEBRA 525 3.1 ALLGEMEINES 525 3.2 NORMALFORM EINER BINAEREN FUNKTION 525 3.2.1 DISJUNKTIVE NORMALFORM 525 3.2.2 KONJUNKTIVE NORMALFORM 526 3.2.3 UMWANDELN DER GLEICHUNG IN SCHALTZEICHEN 526 3.2.4 SCHALTUNGSMINIMIERUNG MIT HILFE DER SCHALTALGEBRA 526 3.2.5 UMSETZUNG IN NAND-ODER NOR-TECHNIK 526 3.2.6 KV-TABELLE 529 3.2.7 ANALYSE LOGISCHER SCHALTUNGEN 529 3.2.8 SYNTHESE LOGISCHER SCHALTUNGEN 530 4 ZAHLENSYSTEME IN DER DIGITAL- UND DATENVERARBEITUNG 532 4.1 DUALSYSTEM 532 4.1.1 BILDUNG DER DUALZAHLEN UND UMWANDLUNG IN DEZIMALZAHLEN 532 4.1.2 UMWANDLUNG DEZIMAL NACH DUAL 532 4.2 HEXADEZIMALSYSTEM 534 INHALTSVERZEICHNIS XXI 4.3 RECHNEN MIT DUALZAHLEN 534 4.4 ZAHLEN IN RECHENANLAGEN 534 4.4.1 DARSTELLUNG VON ZAHLEN 534 4.4.2 EINER- UND ZWEIERKOMPLEMENT 536 4.4.3 SUBTRAKTION MIT HILFE DES KOMPLEMENTS 536 5 CODES 537 5.1 ALLGEMEINES 537 5.2 BINAER-CODE 537 5.3 BCD-CODE 537 5.3.1 BCD-DUAL-CODE 537 5.3.2 3-EXCESS-CODE 537 5.3.3 AIKEN-CODE 538 5.4 GRAY-CODE 538 5.5 CODIERUNG ALPHANUMERISCHER ZEICHEN 539 5.6 FEHLERERKENNUNG UND REDUNDANZ 540 5.6.1 EINFACHE PRUEFUNG AUF PARITAET 540 5.6.2 KREUZSICHERUNGSPRUEFUNG 541 5.6.3 HAMMING-CODE 541 6 DIGITALE GRUNDSCHALTUNGEN 542 6.1 ALLGEMEINES 542 6.2 SCHALTNETZE 542 6.2.1 RECHENNETZE 542 6.2.1.1 HALBADDIERER 542 6.2.1.2 VOLLADDIERER 542 6.2.1.3 SERIELLER N-BIT-ADDIERER 543 6.2.1.4 PARALLELER N-BIT-ADDIERER 544 6.2.1.5 SUBTRAHIERER 544 6.2.1.6 ADDIERER FUER BCD-DUALZAHLEN 545 6.2.2 KOMPARATOREN 545 6.2.2.1 EINFACHER KOMPARATOR 545 6.2.2.2 KOMPARATOR MIT GROESSER- UND KLEINER-VERGLEICH 546 6.2.3 CODEWANDLER UND DECODER 547 6.2.3.1 CODEWANDLER 547 6.2.3.2 1-AUS-N-DECODER 548 6.2.4 MULTIPLEXER UND DEMULTIPLEXER 548 6.2.4.1 MULTIPLEXER 549 6.2.4.2 DEMULTIPLEXER 550 6.3 SCHALTWERKE 550 6.3.1 SPEICHERBAUSTEINE 550 6.3.1.1 ALLGEMEINES FLIPFLOP 550 6.3.1.2 RS-FLIPFLOP 551 6.3.1.3 FLIPFLOPS MIT DOMINIERENDEN EINGAENGEN 551 6.3.1.4 D-FLIPFLOP 551 6.3.1.5 JK-FLIPFLOP 552 6.3.1.6 MASTER-SLAVE-JK-FLIPFLOP 552 6.3.1.7 T-FLIPFLOP 553 6.3.2 GRUNDSCHALTUNGEN AUS SPEICHERBAUSTEINEN 553 6.3.2.1 REGISTER 553 6.3.2.2 SCHIEBEREGISTER 554 6.3.2.3 FREQUENZTEILER 555 6.3.2.4 ZAEHLER 556 6.3.2.4.1 ASYNCHRONERZAEHLER 556 6.3.2.4.2 ASYNCHRONER BCD-VORWAERTSZAEHLER 558 6.3.2.4.3 SYNCHRONER DUAL-VORWAERTS-1-ZAEHLER 559 6.3.2.4.4 ZAEHLER FUER MEHRERE DECADEN 559 6.4 SONDERSCHALTUNGEN 560 6.4.1 MONOFLOPS 560 6.4.2 ASTABILE KIPPSTUFEN 561 II INTEGRIERTE SCHALTKREISE DER DIGITALTECHNIK 562 1 ALLGEMEINES 562 2 UMGANG MIT INTEGRIERTEN SCHALTUNGEN 563 3 DATEN UND BEGRIFFE DER LOGIKSCHALTUNGEN 563 3.1 GRENZ-UND KENNDATEN 563 3.2 PEGEL 563 XXII INHALTSVERZEICHNIS 3.3 STOERSICHERHEIT 564 3.4 LASTEINHEIT 564 3.5 TEMPERATURBEREICH 564 3.6 GATTERIAUFZEIT 565 3.7 VERLUSTLEISTUNG 565 4 TTL-FAMILIE 566 4.1 EIGENSCHAFTEN UND KENNDATEN 566 4.2 STANDARD-TTL 566 4.3 SCHALTUNGEN MIT 3-STATE 569 4.4 SCHOTTKY-TTL UND LOW-POWER-SCHOTKY 570 5 EMITTERGEKOPPELTE LOGIK 570 6 INTEGRIERTE MOS-SCHALTUNGEN 570 6.1 NMOS-UND PMOS-TECHNIK 571 6.2 CMOS 571 6.2.1 14000-SERIE 571 6.2.2 CMOS-SCHALTER 573 6.2.3 HIGH-SPEED-CMOS 574 6.2.4 BICMOS 574 7 INTERFACESCHALTUNGEN 575 8 ANWENDUNGSSPEZIFISCHE INTEGRIERTE SCHALTUNGEN 575 8.1 ALLGEMEINES 575 8.2 KUNDENSPEZIFISCHE IC'S 576 8.3 PROGRAMMIERBARE LOGIKBAUSTEINE 577 8.3.1 PROM 577 8.3.2 PAL 577 8.3.3 GAL 581 8.3.4 PLSI, ISPLSI 584 9 GEHAEUSE 587 III MIKROCOMPUTERTECHNIK 588 1 KOMPONENTEN EINES MIKROCOMPUTERS 588 2 MIKROPROZESSOREN 588 2.1 ALLGEMEINES 588 2.2 ARCHITEKTUR 588 2.3 UEBERSICHT GAENGIGER MIKROPROZESSOREN 590 2.4 8-BIT-MIKROPROZESSOREN 590 2.4.1 8085-CPU 590 2.4.2 BEISPIEL Z80 CPU 598 2.5 16-BIT-PROZESSOREN 601 2.5.1 8086/80286 601 2.5.2 ADRESSENBILDUNG 603 3 HALBLEITERSPEICHER 604 3.1 ALLGEMEINES 604 3.2 KENNDATEN UND TECHNOLOGIE 604 3.3 BEDEUTUNG DER ANSCHLUESSE 605 3.4 ORGANISATION UND AUFBAU 605 3.4.1 BITORGANISIERTER UND WORTORGANISIERTER SPEICHER 606 3.4.2 SPEICHER MIT ADRESSENZWISCHENSPEICHER 606 3.5 ZEITVERHALTEN 607 3.6 SPEICHERTYPEN 608 3.6.1 FESTWERTSPEICHER 608 3.6.1.1 MASKEN-ROM 609 3.6.1.2 PROM 609 3.6.1.3 EPROM 609 3.6.1.4 EEPROM 611 3.6.1.5 FLASH-EPROM 612 3.6.2 SCHREIB-LESESPEICHER 613 3.6.2.1 SRAM 613 3.6.2.2 NVRAM 614 3.6.2.3 DRAM 615 3.6.2.4 PSRAM 616 3.7 SPEICHERERWEITERUNG 616 3.8 ZENTRALSPEICHER 617 XXIII 4 PERIPHERIEBAUSTEINE 618 4.1 ALLGEMEINES 618 4.2 BUS-TREIBER 618 4.3 EINFACHE E-/A-BAUSTEINE FUER DEN PARALLELEN BETRIEB 618 4.4 PROGRAMMIERBARE SCHNITTSTELLEN- BAUSTEINE 620 4.5 ZEITGEBERBAUSTEINE 625 4.6 PROGRAMMIERBARER E/A-BAUSTEIN MIT SPEICHER UND ZEITGEBER 627 4.7 EINGABE-AUSGABE-BAUSTEINE FUER DEN SERIELLEN BETRIEB 629 4.7.1 ALLGEMEINES 629 4.7.2 USART 632 4.8 BAUSTEINE MIT SONDERFUNKTIONEN 635 5 MIKROCONTROLLER 636 5.1 ALLGEMEINES 636 5.2 8-BIT-MIKROCONTROLLER 637 5.2.1 FUNKTIONSBESCHREIBUNG DES MC 8051 637 5.2.2 EIN-/AUSGABEEINHEIT 640 5.2.3 RESET-SCHALTUNG 640 5.2.4 TAKTGENERATOR 640 5.2.5 STROMAUFNAHME 640 5.2.6 TIMER 641 5.2.7 UNTERBRECHUNGSSYSTEM 642 5.2.8 SPEICHER 643 5.2.9 SERIELLE SCHNITTSTELLE 644 5.3 16-BIT-MIKROCONTROLLER 645 6 MASCHINENSPRACHE 647 6.1 ALLGEMEINES 647 6.2 MASCHINENCODE 647 6.3 BEFEHLSAUFBAU 648 6.4 BEFEHLSDARSTELLUNG 648 6.5 BEFEHLE 648 6.5.1 BEFEHLSFUNKTIONEN 648 6.5.2 ADRESSIERUNGSARTEN 652 6.6 BEFEHLSZYKLUS UND BEFEHLSZEITEN 653 6.6.1 BEFEHLSZYKLUS 653 6.6.2 BEFEHLSZEITEN 655 7 BEFEHLSVORRAT 655 8 HINWEISE ZUR PROGRAMMIERUNG UND PROGAMMBEISPIELE 658 COMPUTERTECHNIK 659 1 KOMPONENTEN EINES COMPUTERS 659 2 MASSENSPEICHER 659 2.1 MAGNETPLATTEN 659 2.1.1 DISKETTE UND DISKETTENLAUFWERK 659 2.1.2 FESTPLATTE UND FESTPLATTENLAUFWERK 663 2.1.3 MAGNETBANDGERAETE 664 2.2 CD-ROM- UND CD-LAUFWERK 664 3 EINGABEGERAETE 665 3.1 TASTATUR 665 3.2 MAUS 666 4 AUSGABEGERAETE 666 4.1 DATENSICHTGERAETE 666 4.1.1 MONITOR 666 4.1.2 LCD-BILDSCHIRM 669 4.2 DRUCKER 669 4.2.1 TYPENRADDRUCKER 669 4.2.2 MATRIXDRUCKER 669 4.2.3 TINTENSTRAHLRUCKER 669 4.2.4 LASERDRUCKER 669 PROGRAMMIERTECHNIK 670 1 PROGRAMMIERSPRACHEN 670 1.1 ASSEMBLER 670 1.2 ADA 670 XXIV INHALTSVERZEICHNIS 1.3 ALGOL 671 1.4 BASIC 671 1.5 C 671 1.6 FORTRAN 671 1.7 PASCAL 671 1.8 PL/M 671 2 GRUNDLAGEN DER PROGRAMMIERUNG 672 2.1 INTERPRETER 672 2.2 COMPILER 672 2.3 EDITOR 672 2.4 INTEGRIERTE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG 672 2.5 METHODEN DER PROGRAMMENTWICKLUNG 673 2.6 PROBLEMBESCHREIBUNG 673 2.7 TOP-DOWN-METHODE 673 2.8 BOTTOM-UP-METHODE 673 2.9 BEWERTUNG DER METHODEN 673 2.10 PROGRAMM-TEST 674 VI DATENKOMMUNIKATION 674 1 EINFUEHRUNG 674 2 GRUNDLAGEN 675 2.1 VERKEHRSARTEN 675 2.2 VERMITTLUNGSPRINZIPIEN 676 2.3 VERMITTLUNGSEINRICHTUNGEN 676 2.4 KLASSIFIZIERUNG VON NETZEN 677 2.5 STANDARDISIERUNG 677 2.5.1 STANDARDISIERUNGSGREMIEN 678 3 LOKALE NETZE 680 3.1 ETHERNET (CSMA/CD) 680 3.2 TOKEN-RING 682 3.3 ISDN 684 3.4 BREITBAND-ISDN (ATM-TECHNIK) 685 LITERATUR 688 AUTOMATISIERUNGSTECHNIK ! : . : ; ; * 1 EINFUEHRUNG 689 2 AUTOMATISIERUNGSGERAETE 689 3 GRUNDZUEGE DER SPS-NORM IEC 61131-3 690 3.1 PROGRAMMORGANISATIONSKONZEPT 690 3.2 DEKLARATION VON FB-UND FC-BAUSTEINEN 691 3.3 VARIABLEN 692 3.4 PROGRAMMIERSPRACHEN 695 4 PROGRAMMSTRUKTUREN 696 4.1 LINEARES PROGRAMM 696 4.2 GEGLIEDERTES PROGRAMM 696 4.3 PARAMETRIERBARES PROGRAMM 696 5 EINGABE- UND AUSGABESIGNALE 697 5.1 BINAERE SIGNALE 697 5.2 DIGITALE SIGNALE 697 5.3 ANALOGE SIGNALE 697 INHALTSVERZEICHNIS XXV 6 EINGABE-/AUSGABEBAUGRUPPEN 697 7 VERKNUEPFUNGSSTEUERUNGEN 698 7.1 LOGISCHE GRUNDVERKNUEPFUNGEN IN VERSCHIEDENEN DARSTELLUNGEN 698 7.2 ZUSAMMENGESETZTE LOGISCHE GRUNDVERKNUEPFUNGEN 698 7.3 SCHLIESSER- UND OEFFNERKONTAKTE, DRAHTBRUCHSICHERHEIT, ERDSCHLUSSGEFAHR 700 7.4 SPEICHERFUNKTIONEN 700 7.5 FLANKENAUSWERTUNG 701 7.6 DARSTELLUNG UND EIGENSCHAFTEN ELEKTROPNEUMATISCHER STELLGLIEDER 701 7.7 REGELN FUER DAS UMSETZEN VON SCHUETZSCHALTUNGEN IN SPS-PROGRAMME 702 7.8 ZEITFUNKTIONEN 703 7.9 ZAEHLERFUNKTIONEN 703 7.10 VERGLEICHSFUNKTIONEN 704 7.11 MOVE-FUNKTION 705 7.12 EN/ENO-MECHANISMUS 706 8 AUFRUF UND WERTUEBERGABEN ZWISCHEN BAUSTEINEN 706 8.1 AUFRUFHIERARCHIE DER BAUSTEINE P, FB UND FC 706 8.2 AUFRUF VON FUNKTIONSBAUSTEINEN IN FBS 706 8.3 AUFRUF VON FUNKTIONSBAUSTEINEN IN AWL 706 8.4 AUFRUF VON FUNKTIONEN IN AWL 707 9 ABLAUFSTEUERUNG 70 7 9.1 ABLAUF-FUNKTIONSPLAN 707 9.2 GRAFISCHE DARSTELLUNG VON ABLAUFSTEUERUNGSFUNKTIONEN 708 9.3 BETRIEBSARTENTEIL UND BEDIENFELD 711 10 KOMMUNIKATION IN AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN 713 10.1 BUSSYSTEME 713 10.2 PROFINET - OFFENER INDUSTRIAL ETHERNET STANDARD 713 10.3 OPC-TECHNOLOGIE 715 11 STEUERUNGSSICHERHEIT 716 11.1 EUROPAEISCHE RICHTLINIEN UND SICHERHEITSNORMEN 717 11.2 SICHERHEITSBEGRIFF 717 12 REGELUNGSTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 719 12.1 UNTERSCHIED ZWISCHEN STEUERN UND REGELN, REGELUNGSTECHNISCHE GROESSEN 719 12.2 REGLER-TECHNOLOGIEN 721 13 REGELSTRECKEN 721 13.1 BESPIELE FUER REGELSTRECKEN 721 13.2 BESCHREIBUNGSMITTEL ZUR DARSTELLUNG VON REGELSTRECKENEIGENSCHAFTEN 722 14 REGLER 725 14.1 P-REGLER, P-REGELFUNKTION 726 14.2 I-REGLER, I-REGELFUNKTION 727 14.3 PI-REGLER, PI-REGELFUNKTION 727 14.4 PID-REGLER, PID-REGELFUNKTION 729 14.5 VERGLEICH DER VERSCHIEDENEN REGLERTYPEN 729 14.6 PID-REGLERBAUSTEIN FUER DIGITALE ABTASTREGELUNG 729 14.7 SPS ALS KONTINUIERLICHER PID-ABTASTREGIER 731 14.8 DIGITALER SCHRITTREGLER MIT PI-VERHALTEN 732 14.9 ZWEIPUNKTREGLER, ZWEIPUNKT-REGELFUNKTION 732 14.10 REGELGUETE 733 LITERATURVERZEICHNIS 733 XXVI INHALTSVERZEICHNIS MESSTECHNIK I GRUNDLAGEN UND GRUNDBEGRIFFE DER MESSTECHNIK 735 1 BEGRIFFE 735 2 EINHEITEN 735 3 MESSABWEICHUNG, MESSFEHLER 736 3.1 SYSTEMATISCHE ABWEICHUNGEN 736 3.2 ZUFAELLIGE ABWEICHUNGEN 736 3.3 ARITHMETISCHER MITTELWERT, ERWARTUNGSWERT 737 3.4 STANDARDABWEICHUNG 737 4 ABWEICHUNGSFORTPFLANZUNG, FEHLERFORTPFLANZUNG 738 5 FEHLERANGABEN VON MESSGERAETEN 739 5.1 ANALOG ANZEIGENDE MESSGERAETE 739 5.2 DIGITAL ANZEIGENDE MESSGERAETE 739 6 ARITHMETISCHER MITTELWERT UND EFFEKTIVWERT VON WECHSELGROESSEN 739 7 HAEUFIGKEITSVERTEILUNG, VERTRAUENSBEREICH 739 8 BEARBEITUNG UND AUSWERTUNG VON MESSWERTEN 740 II ANALOG ANZEIGENDE MESSGERAETE 741 1 GRUNDLAGEN 741 2 DREHSPUL-MESSWERK 741 3 DREHEISEN-MESSWERK 742 4 ELEKTRODYNAMISCHES MESSWERK 743 5 SYMBOLE UND INSTRUMENTENBESCHRIFTUNGEN 744 III OSZILLOSKOP 744 1 AUFBAU EINES STANDARD-OSZILLOSKOPES 744 1.1 OSZILLOSKOPROEHRE 744 1.2 Y-ABLENKUNG 745 1.3 X-ABLENKUNG 746 1.4 NETZTEIL 746 2 OSZILLOSKOPE MIT SPEZIELLEN EIGENSCHAFTEN 747 2.1 ZWEI-ODER MEHRKANAL-OSZILLOSKOPE 747 2.2 SPEICHEROSZILLOSKOPE 747 2.3 OSZILLOSKOPE MIT DIFFERENZVERSTAERKER-EINGANG 748 2.4 SAMPLING-OSZILLOSKOPE 748 2.5 ZUSATZEINRICHTUNGEN BEI OSZILLOSKOPEN 748 IV SCHREIBENDE MESSGERAETE 750 1 Y-T-SCHREIBER 750 2 X-Y-SCHREIBER 751 3 AUSLENKUNG DES SCHREIBSTIFTES 75 1 XXVII DIGITAL ANZEIGENDE MESSGERAETE 751 1 DIGITALVOLTMETER 751 2 DIGITALMULTIMETER 752 3 MESSUNG VON KAPAZITAETEN, FREQUENZEN UND STROMVERSTAERKUNGEN 753 4 MESSUNG VON TEMPERATUREN 753 MESSVERFAHREN ZUR MESSUNG ELEKTRISCHER GROESSEN 754 1 MESSUNG VON GLEICHSPANNUNGEN 754 1.1 ANALOG ANZEIGENDE SPANNUNGSMESSGERAETE 754 1.2 DIGITAL ANZEIGENDE SPANNUNGSMESSGERAETE 754 1.3 MESSABWEICHUNG DURCH DEN INNENWIDERSTAND DES SPANNUNGSMESSERS 754 1.4 SPANNUNGSMESSUNG MIT DEM KOMPENSATOR 755 2 MESSUNG VON GLEICHSTROEMEN 755 2.1 ANALOG ANZEIGENDE STROMMESSGERAETE 755 2.2 DIGITAL ANZEIGENDE STROMMESSGERAETE 755 2.3 MESSABWEICHUNG DURCH DEN INNENWIDERSTAND DES STROMMESSERS 756 3 MESSBEREICHSERWEITERUNG 756 3.1 SPANNUNGSMESSUNG 756 3.2 STROMMESSUNG 756 4 MESSUNG VON WECHSELSPANNUNGEN 756 4.1 ANALOG ANZEIGENDE WECHSELSPANNUNGSMESSGERAETE 756 4.1.1 SPANNUNGSMESSER MIT DREHEISENMESSWERK 756 4.1.2 SPANNUNGSMESSER MIT DREHSPULMESSWERK 757 4.1.3 SPANNUNGSMESSER MIT THERMOUMFORMERMESSWERK 757 4.2 DIGITAL ANZEIGENDE WECHSELSPANNUNGSMESSGERAETE 757 5 MESSUNG VON WECHSELSTROEMEN 758 5.1 ANALOG ANZEIGENDE WECHSELSTROMMESSGERAETE 758 5.2 DIGITAL ANZEIGENDE WECHSELSTROMMESSGERAETE 758 6 WIDERSTANDS- UND IMPEDANZMESSUNG 758 6.1 GLEICHSTROM-MESSBRUECKEN ZUR WIDERSTANDSMESSUNG 758 6.1.1 GRUNDLAGEN 758 6.1.2 WHEATSTONE-MESSBRUECKE IM ABGLEICHVERFAHREN 759 6.1.3 THOMSON-MESSBRUECKE IM ABGLEICHVERFAHREN 759 6.1.4 WHEATSTONE-MESSBRUECKE IM AUSSCHLAGVERFAHREN 760 6.1.5 WHEATSTONE-MESSBRUECKE IM AUSSCHLAGVERFAHREN MIT WIDERSTAND IN DER BRUECKEN- DIAGONALEN 761 6.2 WECHSELSTROM-MESSBRUECKEN ZUR WIDERSTANDS-UND IMPEDANZMESSUNG 761 6.2.1 MESSUNG VON OHMSCHEN WIDERSTAENDEN 761 6.2.2 MESSUNG VON IMPEDANZEN 762 6.3 VERGLEICH MIT BEKANNTEM WIDERSTAND - SPANNUNGSVERGLEICH 762 6.4 MESSUNG VON STROM UND SPANNUNG 763 6.5 WIDERSTANDSMESSUNG MIT ANALOGEN MULTIMETERN 763 7 LEISTUNGSMESSUNG 764 7.1 WIRKLEISTUNGSMESSUNG 764 7.1.1 WIRKLEISTUNGSMESSUNG BEI WECHSELSTROM 764 7.1.2 WIRKLEISTUNGSMESSUNG IN DREHSTROMSYSTEMEN 765 7.1.3 SYMMETRISCH BELASTETES DREHSTROMSYSTEM 765 7.1.4 BELIEBIG BELASTETES DREILEITER-DREHSTROMSYSTEM 765 7.1.5 BELIEBIG BELASTETES VIERLEITER-DREHSTROMSYSTEM 766 INHALTSVERZEICHNIS 7.2 BLINDLEISTUNGSMESSUNG 767 7.2.1 BLINDLEISTUNGSMESSUNG BEI WECHSELSTROM 767 7.2.2 BLINDLEISTUNGSMESSUNG IN SYMMETRISCH BELASTETEN DREILEITER-DREHSTROMSYSTEMEN . . . 767 7.2.3 BLINDLEISTUNGSMESSUNG IN BELIEBIG BELASTETEN VIERLEITER-DREHSTROMSYSTEMEN 767 7.3 SCHEINLEISTUNGSMESSUNG 768 7.4 MESSBEREICHSERWEITERUNG BEI DER LEISTUNGSMESSUNG 768 7.5 LEISTUNGSFAKTORMESSUNG 768 8 MESSUNG DER ARBEIT 768 9 MESSUNG VON L, C, GUETEFAKTOR UND VERLUSTFAKTOR 769 9.1 MESSUNG VON IZJODER \Z C \ 770 9.2 MESSUNG VON Z,, Z^ GUETEFAKTOR UND VERLUSTFAKTOR 770 10 MESSUNG MAGNETISCHER GROESSEN 771 10.1 MAGNETISCHER FLUSS 771 10.2 MAGNETISCHE FLUSSDICHTE 772 10.3 MAGNETISCHE FELDSTAERKE 772 10.4 PERMEABILITAET 772 VII MESSVERFAHREN ZUR MESSUNG NICHTELEKTRISCHER GROESSEN 773 1 MESSAUFNEHMER 774 1.1 OHMSCHE AUFNEHMER 775 1.2 KAPAZITIVE AUFNEHMER 775 1.3 INDUKTIVE AUFNEHMER 776 1.4 OPTISCHE AUFNEHMER 777 1.4.1 FOTODIODE 777 1.4.2 FOTOVERVIELFACHER 777 1.5 LADUNGSLIEFERNDE AUFNEHMER 778 1.6 THERMISCHE AUFNEHMER 779 1.6.1 THERMOELEMENTE 779 1.7 CHEMISCHE AUFNEHMER 780 1.7.1 PH-WERT-MESSEINRICHTUNG MIT GLASELEKTRODE 780 1.7.2 AUFNEHMER ZUR MESSUNG DER SAUERSTOFFKONZENTRATION 781 1.8 AUFNEHMER ZUR MESSUNG VON GASKONZENTRATIONEN ALLGEMEIN 781 2 MESSVERFAHREN 782 2.1 KRAFTMESSUNG MIT DEHNUNGSMESSSTREIFEN (DMS) 783 2.2 FUELLSTANDSMESSUNG UND MESSUNG DER FOLIENDICKE 786 2.3 DREHZAHLMESSUNG 786 2.4 DURCHFLUSSMESSUNG 787 2.5 ZEIT- UND FREQUENZMESSUNG 789 2.6 WEG- UND WINKELMESSUNG 790 2.7 BESCHLEUNIGUNGSMESSUNG 791 VIII MESSDATENAUFBEREITUNG 794 1 VERRINGERUNG DER STOEREINFLUESSE VON AUSSEN 794 2 MESSVERSTAERKER 795 IX BUSSYSTEME FUER DIE MESSTECHNIK 797 1 GRUNDBEGRIFFE 797 2 IEC-BUS 798 3 DIN-MESSBUS 800 4 AKTUATOR-SENSOR-INTERFACE (ASI) 800 X PROBLEME BEI DER DIGITALISIERUNG ANALOGER MESSWERTE 802 1 FEHLER BEI DER DIGITALISIERUNG 802 2 SIGNAL-QUANTISIERUNGS-GERAEUSCHABSTAND 803 3 VERBESSERUNG DES SIGNAL-RAUSCH-VERHAELTNISSES 804 4 ABTAST-HALTE-GLIED 804 5 ALIASING 804 6 ERFASSUNG VON MOMENTANWERTEN 804 INHALTSVERZEICHNIS XXIX XI PC-GESTUETZTE MESSVERFAHREN UND MESSSIGNALANALYSE 805 1 STATISTISCHE VERFAHREN ZUR MESSSIGNALAUSWERTUNG 805 2 GRAPHISCHE DARSTELLUNG 805 3 ERMITTLUNG VON KENNGROESSEN, KLASSIERUNG 806 4 MESSSIGNALANALYSE 806 4.1 VERFAHREN 807 4.2 ANWENDUNGEN 807 4.2.1 MESSUNG DES KLIRRFAKTORS 807 4.2.2 GERAEUSCHMESSUNG ZUR SCHADENFRUEHERKENNUNG 807 4.2.3 ABSTANDSMESSUNG 807 4.2.4 ERKENNUNG PERIODISCHER SIGNALANTEILE 807 5 AUTOMATISIERUNG VON MESSABLAEUFEN 807 LITERATURVERZEICHNIS 808 LITERATUR ALLGEMEIN: 808 SPEZIELLE LITERATUR: 808 ENERGIETECHNIK I ELEKTRISCHE MASCHINEN 809 1 TRANSFORMATOREN 809 1.1 AUFGABEN EINES TRANSFORMATORS 809 1.2 BAUTEILE EINES TRANSFORMATORS 809 1.2.1 EISENKERNE 809 1.2.2 WICKLUNGEN 809 1.2.3 KUEHLUNG 810 1.3 WIRKUNGSWEISE EINES EINPHASEN-TRANSFORMATORS 810 1.3.1 LEERLAUF 810 1.3.2 BELASTUNG 811 1.3.3 LEERLAUFVERSUCH 812 1.3.4 KURZSCHLUSSVERSUCH 813 1.3.5 WIRKUNGSGRAD 814 1.4 AUFBAU UND SCHALTUNG VON DREHSTROM-TRANSFORMATOREN 815 1.4.1 WIRKUNGSWEISE 815 1.4.2 SCHALTGRUPPEN 816 1.4.3 UNSYMMETRISCHE BELASTUNGEN 816 1.5 PARALLELSCHALTEN VON TRANSFORMATOREN 816 1.6 TRANSFORMATORSCHUTZ 817 1.7 UEBERLASTUNG VON TRANSFORMATOREN 817 1.8 AUFSTELLEN VON TRANSFORMATOREN 817 1.9 SONDERTRANSFORMATOREN 818 1.9.1 SPARTRANSFORMATOREN 818 1.9.2 DROSSELSPULEN 818 1.9.3 STREUFELDTRANSFORMATOREN 819 1.10 MESSWANDLER 819 1.10.1 SPANNUNGSWANDLER 819 1.10.2 STROMWANDLER 820 2 DREHSTROMMASCHINEN 820 2.1 DIE DREHSTROMASYNCHRONMASCHINE 821 2.1.1 WIRKUNGSWEISE DER ASYNCHRONMASCHINE 821 2.1.2 BETRIEBSVERHALTEN DER ASYNCHRONMASCHINE 821 2.1.2.1 SPANNUNGSGLEICHUNG, ERSATZSCHALTBILD 822 2.1.2.2 LEISTUNGSFLUSS 822 2.1.2.3 BETRIEBSKENNLINIEN 823 2.1.3 KURZSCHLUSSLAEUFER 823 2.1.3.1 ANLASSVERFAHREN 824 2.1.3.2 BREMSVERFAHREN 825 2.1.3.3 DREHZAHLSTEUERUNG 826 2.1.3.4 STAENDERSPANNUNGSAENDERUNG 826 INHALTSVERZEICHNIS 2.1.3.5 FREQUENZAENDERUNG 826 2.1.3.6 POLUMSCHALTUNG 828 2.1.4 DER SCHLEIFRINGLAEUFER 828 2.1.4.1 ANLASSVERFAHREN 828 2.1.4.2 BREMSVERFAHREN 829 2.1.4.3 DREHZAHLSTEUERUNG 829 2.2 LINEARMOTOR 830 2.2.1 AUFBAU DES LINEARMOTORS 830 2.3 DREHSTROMSYNCHRONMASCHINEN 830 2.3.1 WIRKUNGSWEISE DER SYNCHRONMASCHINE 831 2.3.2 SPANNUNGSGLEICHUNG DER SYNCHRONMASCHINE 832 2.3.3 ANLAUF UND SYNCHRONISATION 832 3 EINPHASEN-ASYNCHRONMOTOREN 833 3.1 EINSTRAENGIGER MOTOR 833 3.2 ZWEISTRAENGIGER MOTOR 833 3.3 KONDENSATORMOTOR 833 3.4 SPALTPOLMOTOR 834 4 DREHSTROMMOTOR IM EINPHASENBETRIEB 834 5 SONDERBAUFORMEN 835 5.1 SCHRITTMOTOR 835 5.2 SERVOMOTOR 835 5.2.1 SCHEIBENLAEUFERMOTOR 836 5.2.2 STABANKERMOTOREN 836 6 GLEICHSTROMMASCHINEN 836 6.1 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE 837 6.1.1 ANKERRUECKWIRKUNGEN 837 6.2 BETRIEBSVERHALTEN VON GLEICHSTROMMASCHINEN 838 6.2.1 NEBENSCHLUSSMOTOR 838 6.2.2 REIHENSCHLUSSMOTOR 840 6.2.3 DOPPELSCHLUSSMOTOR 842 6.3 BETRIEBSVERHALTEN VON GLEICHSTROMGENERATOREN 842 6.3.1 FREMDERREGTER GENERATOR 843 6.3.2 NEBENSCHLUSSGENERATOR 843 6.3.3 REIHENSCHLUSSGENERATOR 843 6.3.4 DOPPELSCHLUSSGENERATOR 844 6.4 GLEICHSTROMMASCHINE AM WECHSEL- ODER DREHSTROMNETZ 844 6.4.1 WECHSELSTROMBRUECKEN 844 6.4.1.1 EINQUADRANTENANTRIEB (1-Q-BETRIEB) 844 6.4.1.2 ZWEIQUADRANTENANTRIEB (2-Q-BETRIEB) 845 6.4.1.3 VIERQUADRANTENANTRIEB (4-Q-BETRIEB) 845 6.4.2 DREHSTROMBRUECKEN 846 6.4.2.1 ZWEIQUADRANTENBETRIEB (2-Q-BETRIEB) 846 6.4.2.2 VIERQUADRANTENBETRIEB (4-Q-BETRIEB) 846 6.5 UNIVERSALMOTOR 846 7 AUSWAHL VON MOTOREN 847 7. 1 AUSWAHL UNTER BERUECKSICHTIGUNG DER NORMEN 847 7.1.1 BAUFORM UND BAUGROESSEN 847 7.1.2 SCHUTZART 847 7.1.3 KUEHLART 850 7.1.4 ISOLIERSTOFFKLASSEN 850 7.1.5 MOTORSCHUTZ 850 7.1.5.1 THERMISCHER AUSLOESER 851 7.1.5.2 THERMISTOR-MOTORVOLLSCHUTZ 852 7.1.6 ABSTIMMUNG DES MOTORS AUF DIE ARBEITSMASCHINE 852 7.1.6.1 WARTUNG VON MASCHINEN 853 7.1.7 STOERUNGSBESEITIGUNG 854 7.1.8 ANSCHLUSSKENNZEICHNUNGEN VON MASCHINEN 856 ELEKTRISCHE ANLAGEN 85 7 1 STRUKTUR DER ELEKTRIZITAETSWIRTSCHAFT 857 2 ELEKTRISCHE ENERGIEERZEUGUNG 857 2.1 ENERGIEBEDARF 858 2.2 ENERGIERESERVEN 859 INHALTSVERZEICHNIS XXXI 2.3 WAERMEKRAFTWERKE 859 2.3.1 KONVENTIONELLE DAMPFKRAFTWERKE 860 2.3.2 KOMBIKRAFTWERKE 860 2.3.3 KERNKRAFTWERKE 860 2.3.3.1 DRUCKWASSERREAKTOR 861 2.3.3.2 SIEDEWASSERREAKTOR 861 2.3.3.3 HOCHTEMPERATURREAKTOR 861 2.3.4 UMWELTSCHUTZ 862 2.4 WASSERKRAFTWERKE 863 2.5 WINDKRAFTWERKE 864 2.6 SOLARKRAFTWERKE 864 2.6.1 SONNENWAERMEKRAFTWERKE 864 2.6.2 PHOTOVOLTAISCHE KRAFTWERKE 865 2.6.3 SOLAR-WASSERSTOFF-ANLAGE 865 2.7 SONSTIGE KRAFTWERKE 865 2.7.1 BIOMASSE 865 2.7.2 BRENNSTOFFZELLEN 865 2.7.3 FUSIONSREAKTOR 866 3 ELEKTRISCHE ENERGIEVERTEILUNG 866 3.1.1 GLEICHSTROMNETZ 867 3.1.2 WECHSELSTROMNETZ 867 3.1.3 DREHSTROMNETZ 867 3.2 NETZSTRUKTUREN 868 3.2.1 STRAHLENNETZ 868 3.2.2 RINGNETZ 869 3.2.3 MASCHENNETZ 869 3.2.4 VERBUNDNETZ 869 4 BETRIEBSMITTEL DER ENERGIETECHNIK 870 4.1 BEMESSUNG UND AUSWAHL 870 4.2 KABEL, LEITUNGEN UND SCHIENEN 870 4.2.1 FREILEITUNGEN 870 4.2.2 KABEL 871 4.2.2.1 LEITERWERKSTOFFE 871 4.2.2.2 LEITERISOLIERUNG 872 4.2.2.3 AUFBAU 872 4.2.2.4 ERWAERMUNG 872 4.2.2.5 VERLEGUNG 874 4.2.2.6 VERLEGUNG IN ERDE 874 4.2.2.7 VERLEGUNG IN LUFT 874 4.2.2.8 UEBERSTROMSCHUTZ 878 4.2.3 LEITUNGEN 880 4.2.3.1 SPANNUNGSFALL AUF KABELN UND LEITUNGEN 883 4.2.3.2 VERLEGUNG VON KABELN UND LEITUNGEN 884 4.2.3.3 ERSATZSCHALTUNG VON KABELN UND LEITUNGEN 884 4.2.4 SAMMELSCHIENEN 884 4.2.4.1 LAENGENAUSDEHNUNG VON STROMSCHIENEN 886 4.2.4.2 KURZSCHLUSSFESTIGKEIT 887 4.2.4.3 MECHANISCHE KURZSCHLUSSFESTIGKEIT 887 4.2.4.4 THERMISCHE KURZSCHLUSSFESTIGKEIT 888 4.3 SCHALTANLAGEN 888 4.3.1 HOCHSPANNUNGSSCHALTANLAGEN 889 4.3.2 MITTELSPANNUNGSANLAGEN 889 4.3.2.1 BAUART VON MITTELSPANNUNGSSCHALTANLAGEN 889 4.3.2.2 STOERLICHTBOGENFESTIGKEIT 890 4.3.2.3 SCHALTGERAETE 891 4.3.2.4 SCHUTZGERAETE 894 4.3.3 ANLAGENRAEUME 894 4.3.4 NIEDERSPANNUNGSSCHALTANLAGEN 895 4.3.4.1 NIEDERSPANNUNGS-SCHALTGERAETEKOMBINATIONEN 896 5 SCHUTZMASSNAHMEN 898 5.1 WIRKUNG DES STROMS 899 5.2 SCHUTZ GEGEN DIREKTES BERUEHREN 899 5.3 SCHUTZ GEGEN INDIREKTES BERUEHREN 899 5.3.1 SCHUTZISOLIERUNG 900 5.3.2 SCHUTZTRENNUNG 900 XXXII INHALTSVERZEICHNIS 5.3.3 SCHUTZ DURCH NICHTLEITENDE RAEUME 901 5.3.4 SCHUTZKLEINSPANNUNG 901 5.3.5 FUNKTIONSKLEINSPANNUNG 902 5.3.6 SCHUTZ DURCH ABSCHALTEN UND MELDEN 902 5.3.6.1 UEBERSTROMSCHUTZEINRICHTUNG 903 5.3.6.2 FL-SCHUTZEINRICHTUNG 904 5.3.6.3 ISOLATIONSUEBERWACHUNG 904 5.3.6.4 ZUSAETZLICHER POTENTIALAUSGLEICH 904 6 ARBEITEN AN ELEKTRISCHEN ANLAGEN 905 7 UEBERPRUEFUNG DER SCHUTZMASSNAHME 906 8 KURZSCHLUSSBERECHNUNG (VDE 0102) 907 III ELEKTRISCHE ENERGIEANWENDUNG 909 1 KOMPENSATIONSANLAGEN 909 2 BELEUCHTUNGSANLAGEN 911 2.1 GRUNDGROESSEN DER LICHTTECHNIK 911 2.2 LICHTQUELLEN 912 2.3 GLUEHLAMPEN 913 2.4 LEUCHTSTOFFLAMPEN 913 2.5 ENTLADUNGSLAMPEN 913 2.6 LEUCHTEN 913 2.7 BERECHNUNG VON BELEUCHTUNGSANLAGEN 914 NACHRICHTENTECHNIK I GRUNDLAGEN DER NACHRICHTENUEBERTRAGUNG 917 1 PRINZIP DER ELEKTRISCHEN NACHRICHTENUEBERTRAGUNG 917 2 AUFGABEN DER NACHRICHTENTECHNIK 919 3 GRUNDBEGRIFFE 919 4 NACHRICHT, INFORMATION UND SIGNAL 919 4.1 INFORMATIONSGEHALT 919 4.2 SIGNALE IN DER NACHRICHTENTECHNIK 919 4.3 ENTROPIE 920 4.4 REDUNDANZ 920 4.5 INFORMATIONSFLUSS 921 4.6 KANALKAPAZITAET, DYNAMIK 921 4.7 NACHRICHTENQUADER 921 4.8 SIGNALE IM ZEITBEREICH: ANALOG, DIGITAL, KONTINUIERLICH, DISKRET 922 4.9 SIGNALE IM FREQUENZBEREICH 922 4.9.1 PERIODISCHE SINUSFOERMIGE SIGNALE 923 4.9.2 PERIODISCHE NICHTSINUSFOERMIGE SIGNALE 923 4.9.3 NICHTPERIODISCHE SIGNALE 923 4.10 ABTASTTHEOREM VON SHANNON 926 4.11 ZUFAELLIGE (STOCHASTISCHE) SIGNALE 927 4.11.1 RAUSCHEN 927 4.11.2 KENNGROESSEN VON STOCHASTISCHEN SIGNALEN 928 4.11.3 ANWENDUNGEN DER KENNGROESSEN VON STOCHASTISCHEN SIGNALEN 929 4.12 VERZERRUNGEN 929 4.12.1 LINEARE VERZERRUNGEN 930 4.12.2 NICHTLINEARE VERZERRUNGEN 930 4.12.3 KLIRRFAKTOR 931 5 KENNGROESSEN DER UEBERTRAGUNGSSTRECKE 931 5.1 DAEMPFUNGSFAKTOR 931 5.2 UEBERTRAGUNGSFAKTOR 931 5.3 DAEMPFUNGSMASS 932 INHALTSVERZEICHNIS XXXIII 5.4 UEBERTRAGUNGSMASS, VERSTAERKUNGSMASS 932 5.5 PEGEL 932 5.5.1 ABSOLUTER PEGEL 932 5.5.2 RELATIVER PEGEL. 932 5.5.3 DAEMPFUNGSMASS, UEBERTRAGUNGSMASS 933 5.5.4 PEGELDIAGRAMM 933 II VIERPOLE, ZWEITORE 934 1 VIERPOL ALIGEMEIN 934 1.1 GRUNDLAGEN 934 1.2 VIERPOLGLEICHUNGEN, ZUSAMMENSCHALTUNG VON VIERPOLEN 934 1.3 BESTIMMUNG DER VIERPOLPARAMETER 936 1.4 ELEMENTARVIERPOLE 937 1.5 BETRIEBSKENNGROESSEN 937 2 SPEZIELLE VIERPOLE 945 2.1 UEBERTRAGUNGSSYMMETRISCHE (REZIPROKE) VIERPOLE 945 2.2 WIDERSTANDSSYMMETRISCHE VIERPOLE 946 2.3 LAENGSSYMMETRISCHE VIERPOLE 946 2.4 RUECKWIRKUNGSFREIE VIERPOLE 946 3 WELLENPARAMETER PASSIVER VIERPOLE 946 3.1 ALLGEMEINE PASSIVE VIERPOLE 946 3.2 LAENGSSYMMETRISCHE PASSIVE VIERPOLE 947 3.3 WELLENWIDERSTAND BEI PASSIVEN LAENGSSYMMETRISCHEN VIERPOLEN 947 3.4 UEBERTRAGUNGSMASS BEI PASSIVEN LAENGSSYMMETRISCHEN VIERPOLEN 948 3.5 SPEZIELLE VIERPOLE 948 3.5.1 DOPPEL-T-FILTER 948 3.5.2 KREUZSCHALTUNG 949 3.5.3 FREQUENZKOMPENSIERTER SPANNUNGSTEILER 949 III LEITUNGEN 950 1 LEITUNGSBELAEGE UND LEITUNGSGLEICHUNGEN 950 2 LEITUNG MIT SINUSFOERMIGEN SPANNUNGEN UND STROEMEN 952 2. 1 ALLGEMEINE LOESUNG 952 2.2 WELLENWIDERSTAND 952 2.3 AUSBREITUNGSKOEFFIZIENT 953 2.4 VERLUSTLOSE LEITUNG 953 2.5 LOESUNG MIT ZEIGERDARSTELLUNG 953 2.6 UNENDLICH LANGE LEITUNG 954 2.7 ANPASSUNG 954 2.8 PHASENGESCHWINDIGKEIT, GRUPPENGESCHWINDIGKEIT 954 3 LEITUNG MIT SINUSFOERMIGEN SPANNUNGEN UND STROEMEN UND BELIEBIGER ABSCHLUSS- IMPEDANZ Z, 954 3.1 REFLEXIONSFAKTOR, UEBERTRAGUNGSFAKTOR 954 3.2 EINGANGSIMPEDANZ 955 3.3 VERZERRUNGSFREIE LEITUNG 956 3.4 LEITUNG ALS VIERPOL 956 3.4.1 ALLGEMEINE ERSATZSCHALTUNG 956 3.4.2 ELEKTRISCH KURZE LEITUNG 957 4 VERLUSTLOSE LEITUNG 957 4.1 EIGENSCHAFTEN 957 4.2 WANDERWELLEN BEI REFLEXION AM LEITUNGSEIN- UND -AUSGANG 957 4.3 ELEKTRISCH LANGE LEITUNG 958 4.4 LEITUNG ALS TRANSFORMATOR 959 4.5 STEHENDE WELLEN 959 4.6 KETTENLEITER 959 4.7 WELLENFILTER 960 5 DATEN VON LEITUNGEN 961 6 HOCHFREQUENZLEITUNGEN 961 6.1 HOCHFREQUENZ-KOAXIALKABEL 961 6.2 HOHLLEITER 963 6.3 STREIFENLEITUNGEN 966 XXXIV INHALTSVERZEICHNIS 7 S-PARAMETER 970 7.1 SIGNALFLUSSDIAGRAMME 970 7.2 LEISTUNGSVERSTAERKUNG 972 8 KREISDIAGRAMM 972 8.1 DOPPEL-KREISDIAGRAMM 975 8.2 .S-PARAMETER IM KREISDIAGRAMM 976 IV ANTENNEN 978 1 GRUNDLAGEN 978 2 KENNGROESSEN 980 3 AUSFUEHRUNGSFORMEN VON ANTENNEN 982 3.1 VERTIKALANTENNE 982 3.2 RAHMENANTENNE 982 3.3 FERRITANTENNE 982 3.4 //2-DIPOL, //2-FALTDIPOL 983 3.5 BREITBANDDIPOL 983 3.6 GRUPPENSTRAHLER 983 3.7 YAGI-ANTENNE 983 3.8 LANGDRAHTANTENNE 984 3.9 ROHRSCHLITZSTRAHLER 984 3.10 PARABOLANTENNE 984 4 WELLENAUSBREITUNG 984 4.1 BODEN- UND RAUMWELLE 984 4.2 ERDATMOSPHAERE 985 4.3 WELLENAUSBREITUNG IM PLASMA 985 4.4 WELLENAUSBREITUNG IM BEREICH 30 KHZ BIS 30 GHZ 986 V MODULATION 988 1 UEBERSICHT 988 2 SINUSTRAEGER - MIT ANALOGSIGNAL MODULIERT 988 2.1 AMPLITUDENMODULATION (AM) 989 2.1.1 MODULATION DURCH MULTIPLIKATION 989 2.1.2 KENNGROESSEN DER AMPLITUDENMODULATION 989 2.1.3 MODULATION AN EINER QUADRATISCHEN KENNLINIE 990 2.1.4 MODULATION AN EINER NICHTLINEAREN NICHTQUADRATISCHEN KENNLINIE 991 2.1.5 ZEIGERDIAGRAMM 991 2.1.6 MODULATIONSTRAPEZ 991 2.1.7 DEMODULATION VON AM 992 2.1.8 LEISTUNG VON TRAEGER UND SEITENBAENDERN 992 2.1.9 STOERUNGEN BEI AMPLITUDENMODULIERTEN SIGNALEN 992 2.1.10 KREUZMODULATION 993 2.2 SONDERFORMEN DER AMPLITUDENMODULATION 993 2.2.1 EINSEITENBANDMODULATION (ESB, SSB) 993 2.2.2 RESTSEITENBANDMODULATION (RM, VSB) 994 2.2.3 QUADRATURMODULATION 995 2.3 TECHNISCHE AUSFUEHRUNG DER AMPLITUDENMODULATION 995 2.4 WINKELMODULATION 996 2.4.1 GRUNDLAGEN 996 2.4.2 KENNGROESSEN 997 2.4.3 ZEIGERDARSTELLUNG 997 2.4.4 SPEKTRUM UND BANDBREITENBEDARF 997 2.4.5 STOERUNGEN BEI WINKELMODULIERTEN SIGNALEN 998 2.4.6 PREEMPHASE, DEEMPHASE 999 2.4.7 ERZEUGUNG VON FREQUENZ- UND PHASENMODULATION 999 2.4.8 DEMODULATION VON FREQUENZ-UND PHASENMODULATION 1001 3 SINUSTRAEGER - MIT DIGITALSIGNAL MODULIERT 1002 3.1 AMPLITUDENUMTASTUNG (ASK) 1002 3.2 FREQUENZUMTASTUNG (FSK) 1003 3.3 PHASENUMTASTUNG (PSK) 1003 INHALTSVERZEICHNIS XXXV 3.3.1 ZWEIPHASENUMTASTUNG (2-PSK) 1004 3.3.2 VIERPHASENUMTASTUNG (4-PSK) 1005 3.3.3 N-PHASEN-UMTASTUNG 1006 4 PULSTRAEGER UNCODIERT 1007 4.1 PULSAMPLITUDENMODULATION (PAM) 1007 4.2 PULSFREQUENZ- UND PULSPHASENMODULATION (PFM, PPM) 1007 4.3 PULSDAUERMODULATION (PDM) 1009 4.4 PULSCODEMODULATION (PCM) 1009 4.4.1 PRINZIP 1009 4.4.2 ALIASING-EFFEKT 1010 4.4.3 ABTAST-HALTE-GLIED 1010 4.4.4 QUANTISIERUNG 1012 4.4.5 QUANTISIERUNGSGERAEUSCH 1012 4.4.6 KOMPANDIERUNG 1012 4.4.7 KODIERUNG 1013 4.4.8 DELTAMODULATION (DM) UND DIFFERENZ-PULSCODEMODULATION (DPCM) 1014 VI FILTER 1015 1 ALLGEMEINES 1015 2 PASSIVE R-C-FILTER 1016 2.1 PASSIVE R-C-TIEFPASSFILTER 1016 2.2 PASSIVE R-C-HOCHPASSFILTER 1017 2.3 BANDPASS AUS R-C-HOCH- UND TIEFPASSFILTER 1017 2.4 R-L-C-BANDPASS UND-BANDSPERRE 1019 2.5 BANDFILTER 1021 2.6 QUARZFILTER, KERAMISCHE FILTER 1022 2.7 DIGITALE FILTER 1023 2.8 FILTER MIT GESCHALTETEN KONDENSATOREN, SC-FILTER 1024 VII EMPFAENGERSCHALTUNGSTECHNIK 1025 1 GERADEAUSEMPFAENGER 1025 2 UEBERLAGERUNGSEMPFAENGER 1026 3 AUTOMATISCHE VERSTAERKUNGSREGELUNG (AVR) 1026 4 WEITERE SCHALTUNGSKONZEPTE 102 6 VIII TON- UND BILDUEBERTRAGUNG 1027 1 RUNDFUNK-STEREOUEBERTRAGUNG 1027 2 FERNSEH-BILDUEBERTRAGUNG 1028 2.1 GRUNDLAGEN, SCHWARZ-WEISS-EMPFAENGER 1028 2.2 FARBFERNSEHTECHNIK 1031 IX MEHRFACHUEBERTRAGUNG - MULTIPLEXVERFAHREN 1034 1 ZEITMULTIPLEXVERFAHREN 1035 1.1 ANALOGE SIGNALUEBERTRAGUNG 1035 1.2 DIGITAL KODIERTE SIGNALUEBERTRAGUNG 1036 2 FREQUENZMULTIPLEXVERFAHREN 1036 X RICHTFUNKTECHNIK 1037 XI NACHRICHTENUEBERTRAGUNG UEBER SATELLIT 1038 XII NACHRICHTENUEBERTRAGUNG UEBER LICHTWELLENLEITER (LWL) 1042 1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 1042 2 GRUNDMODELLE VON LICHTWELLENLEITERN 1044 2.1 MEHRMODEN-STUFENINDEX MIT TOTALREFLEXION 1044 2.2 MEHRMODEN-GRADIENTENINDEX 1044 2.3 EINMODEN-STUFENINDEX 1044 XXXVI INHALTSVERZEICHNIS 3 TECHNISCHE AUSFUEHRUNG VON LICHTWELLENLEITERN 1046 4 LICHTSENDER 1047 5 LICHTEMPFAENGER 1047 6 VERBINDEN VON LICHTLEITERN 1048 XIII FUNKMESSTECHNIK - RADAR 1048 1 GRUNDLAGEN, KENNGROESSEN 1048 2 DATEN VON RADARANLAGEN 1050 3 FUNKORTUNGSSYSTEM OMEGA 1051 4 SATELLITENGESTUETZTES ORTUNGSSYSTEM GPS 1051 XIV ELEKTROAKUSTISCHE WANDLER 1051 1 DEFINITIONEN, KENNGROESSEN 1051 2 SCHALLEMPFAENGER 1053 2.1 KENNGROESSEN FUER MIKROFONE 1053 2.2 MIKROFONSYSTEME 1054 2.2.1 KOHLEMIKROFON 1054 2.2.2 KRISTALLMIKROFON 1055 2.2.3 (ELEKTRO-)MAGNETISCHES MIKROFON 1055 2.2.4 (ELEKTRO-)DYNAMISCHES MIKROFON ALS TAUCHSPUL- ODER BAENDCHENMIKROFON 1055 2.2.5 KONDENSATORMIKROFON 1056 2.2.6 ELEKTRET-KONDENSATORMIKROFON 1057 2.3 DATEN UND EIGENSCHAFTEN VERSCHIEDENER MIKROFONSYSTEME 1057 3 SCHALLSENDER 1058 3.1 LAUTSPRECHER-UND HOERER-SYSTEME 1058 3.1.1 ELEKTRODYNAMISCHES SYSTEM 1058 3.1.2 (ELEKTRO-)MAGNETISCHES SYSTEM 1058 3.1.3 DYNAMISCHES SYSTEM 1058 3.1.4 ELEKTROSTATISCHES SYSTEM 1058 3.1.5 PIEZOELEKTRISCHES SYSTEM 1059 3.2 KENNGROESSEN, DATEN 1059 XV VERMITTLUNGSTECHNIK 1060 1 GRUNDBEGRIFFE 1060 2 VERMITTLUNG 1061 3 VERKEHRSTHEORIE 1061 4 ORTSVERMITTLUNGSTECHNIK 1062 4.1 ENDGERAET 1062 4.2 ORTSNETZ 1063 5 NATIONALES FERNNETZ 1064 6 INTERNATIONALES FERNNETZ 1065 XVI KOMMUNIKATIONS- UND DATENNETZE 1066 1 LOKALE KOMMUNIKATIONS- UND DATENNETZE 1066 2 OEFFENTLICHE KOMMUNIKATIONS-UND DATENNETZE 1068 2.1 FERNSPRECHNETZ 1068 2.1.1 KOMMUNIKATIONSDIENSTE 1068 2.1.2 TELEFAX 1068 2.1.3 TEMEX 1069 2.1.4 TELEBOX 1069 2.1.5 MODEM 1069 2.2 INTEGRIERTES DIGITALNETZ IDN 1069 2.2.1 TELETEX, TELEX 1069 2.2.2 DATEX 1069 2.3 ISDN 1069 2.4 MOBILFUNKNETZE 1070 2.4.1 EINWEG-FUNKNETZ: FUNKRUF DIENST 1070 2.4.2 FUNKTELEFONSYSTEME 1071 2.5 INTERNET 1072 INHALTSVERZEICHNIS XXXVII XVII OPTIMIERTE NACHRICHTEN- UND DATENUEBERTRAGUNG 1073 1 KODIERUNG 1073 1.1 QUELLENKODIERUNG 1073 1.1.1 GRUNDLAGEN 1073 1.1.2 OPTIMALKODES 1075 1.1.3 DATENREDUKTION 1076 1.2 KANALKODIERUNG 1076 1.2.1 GRUNDLAGEN 1076 1.2.2 MAXIMUM-LIKELIHOOD-VERFAHREN 1077 1.2.3 FALTUNGSKODIERER MIT LIKELIHOOD-VITERBI-DEKODIERER 1077 2 OPTIMALFILTER 1079 3 ANWENDUNG DER KORRELATION BEI GESTOERTEN SIGNALEN 108 2 LITERATURVERZEICHNIS 1083 LITERATUR ALLGEMEIN: 1083 LITERATUR ZU KAPITEL II: 1083 LITERATUR ZU KAPITEL III: 1083 LITERATUR ZU KAPITEL IV: 1083 LITERATUR ZU KAPITEL V: 1083 LITERATUR ZU DEN KAPITELN XII, XIV UND XVII: 1083 SIGNAL- UND SYSTEMTHEORIE HAEUFIG VERWENDETE FORMELZEICHEN 1085 I EINFUEHRUNG 1086 1 DARSTELLUNG IN DER ZEIT- UND IN DER FREQUENZEBENE 1086 2 HINWEISE ZUR ANWENDUNG 1087 II GRUNDBEGRIFFE 1088 III PERIODISCHE NICHTSINUSFOERMIGE ZEITKONTINUIERLICHE SIGNALE 1089 1 REELLE UND KOMPLEXE FOURIERREIHE 1089 2 BEISPIELE UND ANWENDUNGEN 1090 IV NICHTPERIODISCHE ZEITKONTINUIERLICHE SIGNALE 1093 1 FOURIERTRANSFORMATION 1093 1.1 TRANSFORMATIONSREGELN 1093 1.2 EIGENSCHAFTEN 1093 1.3 KORRESPONDENZTABELLE 1095 1.4 BEISPIELE 1096 2 LAPLACETRANSFORMATION 1096 2.1 EINFUEHRUNG 1096 2.2 TRANSFORMATION 1096 2.3 SAETZE ZUR LAPLACETRANSFORMATION 1099 2.4 ANWENDUNG DER LAPLACETRANSFORMATION BEI BEKANNTEM H(S) 1100 2.5 BESTIMMUNG VON H(S) 110 0 2.5.1 BESTIMMUNG VON H(S) MIT DIFFERENTIALGLEICHUNG 1100 2.5.2 BESTIMMUNG VON H(S) DURCH DIREKTE TRANSFORMATION DER EINZELELEMENTE 1100 2.6 BEISPIELE 1102 V SPEZIELLE SIGNALE 1107 1 STOSSFUNKTION, D-FUNKTION, DIRAC-IMPULS 1107 2 SPRUNGFUNKTION S(T) 1107 3 VERKNUEPFUNG VON S- UND RF-FUNKTION 1108 4 HARMONISCHE SCHWINGUNGEN 1 108 XXXVIII INHALTSVERZEICHNIS VI LEISTUNG 1109 VII FALTUNGSINTEGRAL 11 10 VIII ABTASTTHEOREM IM IX NICHTKONTINUIERLICHE (ZEITDISKRETE) SIGNALE 1112 1 DISKRETE FOURIERTRANSFORMATION (DFT) 1113 2 SCHNELLE FOURIERTRANSFORMATION (FFT) 1114 3 Z-TRANSFORMATION 1114 X ZUFAELLIGE SIGNALE 1118 1 GRUNDBEGRIFFE UND KENNGROESSEN 1118 2 VERTEILUNGEN 1121 2.1 BINOMIALVERTEILUNG 1121 2.2 POISSONVERTEILUNG 1121 2.3 NORMALVERTEILUNG, GAUSSVERTEILUNG 1121 3 RAUSCHEN 1122 4 SIGNALERKENNUNG BEI GESTOERTER UEBERTRAGUNG 1123 4.1 ERKENNEN VERSTECKTER PERIODIZITAETEN 1123 4.2 SIGNALERKENNUNG ALLGEMEIN 1123 4.3 SIGNALANGEPASSTE FILTER (MATCHED FILTER) 1123 LITERATURVERZEICHNIS 1124 LITERATUR ALLGEMEIN: 1124 LITERATUR ZU KAPITEL IX: 1124 LITERATUR ZU KAPITEL X: 1124 SACHWORTVERZEICHNIS
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