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Digitaltechnik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Digitaltechnik
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2011
Code: BMT.E1105
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P200-0006
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2V+2U (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 3
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur

[letzte Änderung 10.02.2013]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

BMT.E1105 (P200-0006) Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2011 , 3. Semester, Pflichtfach
BMT.E1105 (P200-0006) Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2013 , 3. Semester, Pflichtfach
E1105 (P200-0006) Elektrotechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2012 , 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Albrecht Kunz
Dozent/innen: Prof. Dr. Albrecht Kunz

[letzte Änderung 08.11.2013]
Lernziele:
Die Studierenden
- lernen digitale Schaltungen (Schaltnetze und Schaltwerke) zu verstehen, sie zu analysieren und zu entwerfen
- kennen die Eigenschaften und Anwendung verschiedener Codes
- können Schaltfunktionen aufstellen, minimieren und realisieren
- kennen den Aufbau und die Funktion von Flip-flops
- beherrschen sicher den Umgang mit Bauelementen (Zähler, Speicher, Umsetzer, Codiersystemen)
- erlernen die Methoden der Digitaltechnik, deren Arbeitsweise und Anwendung
Durch die Übungen sollen die Studierenden zum selbständigen Arbeiten angeleitet werden. Damit sollen sie befähigt werden, nach erfolgreichem Abschluss des Moduls eigenständig digitale Systeme entwerfen zu können, insbesondere mittels der Automatentheorie.

[letzte Änderung 05.05.2013]
Inhalt:
1. Einführung und Grundlagen der Digitaltechnik
2. Mathematische Grundlagen:
boolsche Funktion, boolsche Algebra, Zahlensysteme (Dezimal, Dual, Oktal, Hexadezimal)
Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division von Dualzahlen
3. Codierverfahren
Zweck der Codierung, Darstellung verschiedener Codes, z.B. BCD, Aiken, Gray, ASCII Code
4. Darstellung, Synthese und Analyse boolscher Fuktionen
Disjunktive und konjunktive Normalform, graphische Schaltungssynthese (KV-Diagramm), Minimierungsverfahren nach Quine und McCluskey
5. Optimierung von Schaltnetzen
Schaltgatter der Digitaltechnik, Verknüpfung mehrerer Gatter, Substitution durch NOR / NAND Gatter
6 Schaltungsentwurf am Beispiel der 2- aus 3-Schaltung
7. Flip-Flop Schaltungen
Aufbau und Arbeitsweise von Flipflops, nichttaktgesteuerte Flipflops, Taktzustands- und taktflankengesteuerte Flipflops,
Charakteristische Gleichung
8. Register- und Speicherschaltungen
Entwurf von Asynchron- und Synchronzählern
9. Rechenschaltungenen
Halbaddierer, Volladdierer, Carry-look-ahead-Addierer,Subtrahierschaltungen, Multiplikationsschaltungen
10.Digitale Auswahl und Verbindungsschaltungen
Multiplexer, Demultiplexer, Komparatorschaltungen, AD und DA Wandler
11. Automatentheorie
Moore und Mealy Automaten, Zustandsübergangsgraph, Automatentafel, Programmablaufplan

[letzte Änderung 05.05.2013]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Skript, Übungsaufgaben, Präsentation mit Tafel und Beamer

[letzte Änderung 14.04.2013]
Literatur:
Auer, Adolf: Digitaltechnik, Aufgabensammlung, Hüthig, 1991
Beuth, K.: Digitaltechnik, Vogel Business Media
Beuth, K.: Elektronik Band 4, Vogel Business Media
Borgmeyer, Johannes: Grundlagen der Digitaltechnik, ?
Borucki, L.: Digitaltechnik, Teubner
Fricke, Klaus: Digitaltechnik - Lehr- und Übungsbuch für Elektrotechniker und Informatiker,
Vieweg+Teubner
Leonhardt, E.: Grundlagen der Digitaltechnik, Hanser
Lipp, H.M.: Grundlagen der Digitaltechnik, Oldenbourg
Tietze; Schenk: Halbleiterschaltungstechnik, Springer
Urbanski, K.; Woitowitz, R.: Digitaltechnik. Ein Lehr- und Übungsbuch, Springer

[letzte Änderung 14.04.2013]
 
[Mon Dec 23 07:23:37 CET 2024, CKEY=eda, BKEY=bmt, CID=BMT.E1105, LANGUAGE=de, DATE=23.12.2024]