Modulhandbuch des Studiengangs M. Sc. Electrical Engineering
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Modulhandbuch des Studiengangs M. Sc. Electrical Engineering
Modulhandbuch des Studiengangs M. Sc. Electrical Engineering Stand: 22. April 2015 Inhaltsverzeichnis Pflichtbereich FBE0050 FBC0051 FBE0120 FBE0121 FBE0164 FBE0143 Advanced Electrical Engineering I Advanced Mathematics . . . . . Theoretische Elektrotechnik I . . Theoretische Elektrotechnik II . . Supplement . . . . . . . . . . . . Master-Thesis Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4 6 7 8 9 10 Wahlpflichtbereich 12 Vertiefungsrichtung „Polymer Electronics and Novel Technologies“ 12 Devices and Systems FBE0148 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) . . . . . . . . . . . . . . FBE0138 Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik . . . FBE0188 Reliability of electronic devices and systems . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0187 Elektromobilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0155 Leistungselektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0196 Entwurf von Stromversorgungsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 12 14 15 16 17 19 20 Materials and Processes FBE0148 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) . . . . . . . . . . . . . . FBE0149 Organic Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0088 Lasermesstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0189 Advanced Thin Film Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 21 22 23 24 25 Vertiefungsrichtung „Renewable Energy“ 27 Power Electronics and Hybride Drive Systems FBE0067 Elektromagnetische Aktoren . . . . . . . . . . . . . . . FBE0155 Leistungselektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0156 Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben . . . . . . . . FBE0106 Regelungstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0098 Nichtlineare Regelungssysteme . . . . . . . . . . . . . FBE0100 Optimierungsmethoden der Regelungstechnik . . . . . FBE0187 Elektromobilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0186 Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen . . . FBE0099 Numerische Methoden des Computational Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 27 28 29 30 31 32 33 35 37 Smart Grids FBE0089 FBE0127 FBE0152 FBE0153 FBE0124 FBE0154 FBE0186 FBE0191 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 39 40 41 43 45 46 48 50 Leit- und Schutztechnik . . . . . . . . . . . . . . Windkraftanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kraftwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hochspannungstechnik . . . . . . . . . . . . . . Theorie der Netzberechnung . . . . . . . . . . . . Ordnungsrahmen der Energiewirtschaft . . . . . . Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen Rationelle Energienutzung . . . . . . . . . . . . . 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Vertiefungsrichtung „Information Technology and Communications“ 51 Communications FBE0166 Theoretische Nachrichtentechnik ET . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0138 Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik FBE0087 Komponenten für Mobilfunksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0053 Audiosignalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0115 Sprachsignalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0093 Mehrdimensionale Signale und Systeme . . . . . . . . . . . . . . . FBE0056 Bildgebung und Sensorik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0085 Informationsverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 51 53 54 55 56 57 58 59 Software Engineering FBE0117 System- und Softwareentwicklung . . . . . . . . . . . . FBE0104 Rechnernetze und Datenbanken . . . . . . . . . . . . . FBE0057 Computer Graphics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0147 Multimodale Mensch-Maschine-Systeme . . . . . . . . FBE0099 Numerische Methoden des Computational Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 61 63 64 65 66 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vertiefungsrichtung „Automotive“ 68 Assistance and Infotainment Systems FBE0053 Audiosignalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0115 Sprachsignalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0057 Computer Graphics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0147 Multimodale Mensch-Maschine-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . FBE0093 Mehrdimensionale Signale und Systeme . . . . . . . . . . . . . . . FBE0166 Theoretische Nachrichtentechnik ET . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0138 Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik FBE0087 Komponenten für Mobilfunksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0117 System- und Softwareentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0085 Informationsverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0149 Organic Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 68 70 71 72 73 74 76 77 78 80 82 Sensors and Drives FBE0106 Regelungstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0098 Nichtlineare Regelungssysteme . . . . . . . . . FBE0100 Optimierungsmethoden der Regelungstechnik . FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) FBE0067 Elektromagnetische Aktoren . . . . . . . . . . . FBE0155 Leistungselektronik . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0088 Lasermesstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0056 Bildgebung und Sensorik . . . . . . . . . . . . . FBE0187 Elektromobilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . FBE0156 Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben . . . . FBE0196 Entwurf von Stromversorgungsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 83 84 85 86 87 88 89 90 91 93 94 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Pflichtbereich FBE0050 Advanced Electrical Engineering I Stellung im Studiengang: Pflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/180 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: In einem ausgewählten Bereich werden elektrotechnische Grundlagen aus einem Bereich vertieft analysiert und mit Kenntnissen aus anderen Bereichen vernetzt. Voraussetzungen: Bachelorabschluss in Elektrotechnik oder einer verwandten Fachrichtung. Erwartet werden fundierte Kenntnisse aus grundlegenden Bereichen der Elektrotechnik und Mathematik. Bemerkungen: Bei der Zulassung zum Masterstudium legt der Prüfungsausschuss fest, welche Komponente zu wählen ist. Die Auswahl der Komponente erfolgt so, dass fehlende Kompetenzen in einem der Bereiche - Regelungstechnik - Elektronische Bauelemente - Energiesysteme - Kommunikationstechnik ausgeglichen oder ergänzt werden. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof., Dr.-Ing. Tibken Nachweise zu Advanced Electrical Engineering I Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 180 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Regelungstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Wahlpflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: In dieser Lehrveranstaltung werden die Grundlagen der Regelungstechnik vermittelt: Lineare zeitinvariante Systeme, Zustandsraumdarstellung, Frequenzbereichsmethoden, Reglerentwurf, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Numerische Methoden. 4 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING II Stand: 22. April 2015 Elektronische Bauelemente Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Wahlpflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Kristallstruktur (reales und reziprokes Gitter), Bänderstruktur, Schichtherstellungsverfahren, Quantenstrukturen, Tunneleffekt, Ladungstransport Diodenbauelemente und Anwendungen: Schottky-Dioden, Heterostrukturdioden, Lawinenbauelemente, Elektronentransferdiode, Tunnelbauelemente, Leuchtdioden, Laserdioden, Photodioden, Solarzellen Transistoren und Anwendungen: Heterostruktur-Bipolartransistor, MOSFeldeffekttransistoren, Speicher, High Electron Mobility Transistor, Dünnschicht-FET, Isolated Gate Bipolar Transistor. III Energiesysteme Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Wahlpflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Die Vorlesung Energiesysteme gibt einen Überblick über die elektrische Energieversorgung. Energiebedarf und Energiedeckung, Erzeugung elektrischer Energie, Drehstromnetze, Netzkomponenten (Leitungen, Transformatoren, Synchrongeneratoren), Netze im Normalbetrieb - Lastfluss im Drehstromnetz, Netze im Störungsfall Kurzschluss im Drehstromnetz, Gefahren des elektrischen Stromes und Schutzmaßnahmen. IV Kommunikationstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Wahlpflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Einleitung:Information, Signal, Struktur und Aufgaben eines Kommunikationssystems Quellencodierung: Informationstheorie, Entropie, Redundanz, Redundanz- und Irrelevanzreduktion, analoge und digitale Quellen, Datenreduktionsverfahren Kanalcodierung: Coderaum, Rechnen mit Restklassen, Codeklassen, Codierungsverfahren, Restfehlerwahrscheinlichkeit, Protokolle, (Kryptographie) Leitungscodierung: Eigenschaften und Leistungsdichtespektrum von Leitungscodes, Beschreibung ausgewählter Leitungscodes Übertragung über Leitungen: Verschiedene Leitungen (Aufbau und Eigenschaften), Kanalkapazität, Übertragung im Basisband, Kanalstörungen Modulationsverfahren und Multiplextechniken: Analoge Modulationsverfahren (AM, FM, PM), digitale Modulationsverfahren (ASK, FSK, PSK, mehrstufige Verfahren, OFDM), Matched Filter, Störverhalten, FDMA, TDMA, CDMA Vermittlungstechnik: Netzstrukturen, Vermittlungsprinzipien, Koppeleinrichtungen, Grundl. der Verkehrstheorie, Netzzugang, Routing Kommunikationsnetze: OSI-Schichtenmodell, Grundlegende Protokolle, PDH, SDH, ATM, Internet, mobile Kommunikation 5 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBC0051 Advanced Mathematics Stellung im Studiengang: Pflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 10 LP Stellung der Note: 10/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 300 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden sind mit fortgeschrittenen mathematischen Methoden vertraut und wissen sie anwendungsbezogen einzusetzen. Sie verfügen über die mathematischen Grundlagen für Vertiefungsveranstaltungen. Überfachlich wird hier die Fähigkeit zur mathematischen Modellierung und wissenschaftlichen Beweisführung vermittelt. Voraussetzungen: Mathematikkenntnisse aus dem Bachelorstudium werden erwartet. Modulverantwortliche(r): Frau Univ.-Prof., Dr. Jacob Nachweise zu Advanced Mathematics Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 180 min. Dauer Nachgewiesene LP: 10 Nachweis für: ganzes Modul Advanced Mathematics Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (10 LP) Vorlesung/ Übung 210 h 8 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: • Mehrfache Integrale • Vektoranalysis • Funktionentheorie • Differentialgleichungen 6 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0120 Theoretische Elektrotechnik I Stellung im Studiengang: Pflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen ein physikalisches Verständnis zu elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern und zu ihrer mathematischen Modellierung. Die Vorlesung gehört in den Bereich der erweiterten Grundlagenausbildung. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Mathematik und Elektrotechnik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. M. Clemens Nachweise zu Theoretische Elektrotechnik I Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 120 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Theoretische Elektrotechnik I Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Die Maxwellschen Gleichungen, Formale Methoden zur Berechungelektro-u. magnetostatischer Felder sowie zeitlich langsam u. schnell veränderlicher elektromagnetischer Felder. 7 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0121 Theoretische Elektrotechnik II Stellung im Studiengang: Pflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 7/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden verfügen über ein vertieftes mathematisches Verständnis der Theorie partieller Differentialgleichungen bzw. numerischer Lösungsmöglichkeiten solcher Systeme. Sie sind in der Lage solche z.B. auf dem Gebiet der theoretischen Elektrotechnik zu diskutierenden Systeme einzuordnen, deren Eigenschaften zu verstehen und geeignete numerische Lösungsverfahren auszuwählen, durchzuführen und zu beurteilen. Die Studierenden erlangen vertiefende mathematische Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Bei der Wahl des Moduls werden Kenntnisse des Moduls „Theoretische Elektrotechnik I“ erwartet. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. M. Clemens Nachweise zu Theoretische Elektrotechnik II Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 180 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Theoretische Elektrotechnik II Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Einführung in die diskrete Theorie elektromagnetischer Felder, Grundlegende numerische Verfahren, Möglichkeiten und Grenzen der numerischer Verfahren. 8 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0164 Supplement Stellung im Studiengang: Pflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 7 LP Stellung der Note: 7/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 210 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden erlangen einen Einblick in ein Forschungs- oder Anwendungsgebiet aus den Be- reichen Elektrotechnik, indem sie das im Studienverlauf erlernte Wissen unter Betreuung an einer vorgegebenen Problem/Aufgabenstellung anwenden. Es werden ihre Kompetenzen gefordert, gefördert und erworben - in der Analyse wissenschaftlicher Problemstellungen, - Arbeit mit wissenschaftlicher Literatur - in strukturierter und systematischer Arbeitsweise im Team - in Projektplanung, Projektmanagement - im Verfassen von kurzen Texten mit wissenschaftlichem Inhalt - im Erkennen und Gebrauch kreativer Fähigkeiten sowie - in der Präsentation erzielter Ergebnisse und deren Bewertung Voraussetzungen: Keine formalen Voraussetzungen. Bemerkungen: Das Supplement wird als Team-Projekt (in der Regel 2 bis 5 Studierende) mit einem Zeitaufwand von 210h pro Teilnehmer durchgeführt. Das Projekt soll in der Regel in einem Zeitraum von maximal 8 Wochen abgeschlossen werden. Modulverantwortliche(r): Alle Dozenten des Fachbereichs Nachweise zu Supplement unbenotete Studienleistung Art des Nachweises: Projekt und Dokumentation I Prüfungsdauer: - Nachgewiesene LP: 7 Nachweis für: ganzes Modul Supplement Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (7 LP) Projekt 153,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS+WS Inhalte: Das Supplement ist eine praxisorientierte Bearbeitung einer vorgegebenen Aufgabenstellung in Form eines Teamprojektes. 9 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0143 Master-Thesis Elektrotechnik Stellung im Studiengang: Pflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 30 LP Stellung der Note: 30/120 Das Modul sollte im 4. Semester begonnen werden. 900 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden erlangen einen vertieften Einblick in ein Forschungs- oder Anwendungsgebiet aus den Bereichen Elektrotechnik, indem sie das im Studienverlauf erlernte Wissen selbständig an einer vorgegebenen Problem-/Aufgabenstellung anwenden. Es werden ihre Kompetenzen gefordert, gefördert und erworben - in der Analyse wissenschaftlicher Problemstellungen, - Analyse und Bewertung wissenschaftlicher Literatur - in strukturierter, systematischer und selbständiger Arbeitsweise - in Projektplanung, Projektmanagement - im Verfassen von umfangreicher Texte mit wissenschaftlichem Inhalt - im Erkennen und Gebrauch kreativer Fähigkeiten sowie - in der Reflektion der eigenen wissenschaftlichen Arbeit - in der Präsentation erzielter Ergebnisse und deren Bewertung Voraussetzungen: Vorraussetzung für die Ausgabe des Themas der Abschlussarbeit ist der Nachweis von 36 Leistungspunkten der folgenden Module gemäß §10 der Prüfungsordnung. - Advanced Electrical Engineering I - Advanced Electrical Engineering II - Advanced Mathematics - Electromagnetic Theory Teil I - Complementary Skills Modulverantwortliche(r): alle Professoren Nachweise zu Master-Thesis Elektrotechnik Abschlussarbeit Art des Nachweises: (1-mal wiederholbar ) Prüfungsdauer: - Nachgewiesene LP: 30 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Abschlussarbeit besteht aus der schriftlichen Thesis und einer nachfolgenden Präsentation mit Kolloquium. I Anfertigen der Thesis Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (30 LP) Projekt 900 h 0 SWS × 11,25 h Angebot im: SS+WS 10 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Anfertigen der Thesis Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: Die Master-Thesis ist eine schriftlich ausgearbeitete Abschlussarbeit mit je nach Aufgabenstellung theoretischen, praxisorientierten, programmiertechnischen, experimentellen Schwerpunkten. Aufgabenstellung und Zielsetzung der Thesis werden zwischen den Studierenden und einem oder mehreren Hochschullehrern/-innen kommuniziert. Aus der Arbeit soll die Fähigkeit der Studierenden erkennbar sein, Probleme der Elektrotechnik und Fragestellungen selbstständig und unter Anwendung ingenieurmäßiger Arbeitsmethoden zu analysieren und einer - möglichst allgemeingültiger mit wissenschaftlicher - Lösung zuzuführen. Organisation und Ablauf der Master-Thesis stellen sich im Allgemeinen in folgenden Phasen dar: 1. Vorbereitung a. Erstellung des Zeitplans und des Ressourcenbedarfs b. Beschreibung der vorgegebenen Problem- und/oder Aufgabenstellung c. Feststellung/Darstellung des entsprechenden Standes der Technik d. Entwicklung und Beschreibung eines oder mehrerer Lösungskonzepte e. Präferenzierung eines/mehrerer Lösungswege 2. Durchführung a. Realisierung/Implementation der ausgewählten Lösung b. Erstellung der schriftlichen Ausarbeitung mit Validierung und Bewertung der erzielten Ergebnisse 3. Präsentation Präsentation der Problem-/Aufgabenstellung, des Lösungskonzeptes und seiner Realisierung, der Ergebnisse und ihrer Bewertung mit anschließender Diskussion 11 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Wahlpflichtbereich Vertiefungsrichtung „Polymer Electronics and Novel Technologies“ Devices and Systems FBE0148 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Vorlesung ist den Messtechniken gewidmet, die als state-of-the-art der Fehleranalyse betrachtet werden können. Es werden Kriterien sowohl für die Auswahl geeigneter Messsonden als auch deren Wechselwirkungsprodukte diskutiert. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. T. Riedl / Dr.-Ing. Ralf Heiderhoff Nachweise zu Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS 12 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Stand: 22. April 2015 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik (Fortsetzung) Inhalte: 1 Grundlagen 1.1 Allgemeine Prinzipien rastermikroskopischer Techniken 2 Rasterelektronenmikroskopie 2.1 Herstellung fokussierter Elektronenstahlen: Austrittsarbeit, Arbeitsmode, magnetische Linsen, Elektronenstrahlparameter 2.2 Wechselwirkung von Elektronen mit Festkörpern: Elastische und inelastische Streuung, Energiedissipation, Eindringtiefe, Sekundär- und Rückstreuelektronen, Enviromental Modus, Material und Spannungskontrast, Bragg-Reflektion 2.3 TEM (STEM): Hell- und Dunkeldfeldabbildung, Elektronenenerieverlustspektroskopie 2.4 Elektronenstrahltechniken: Kathodolumineszenz, Elektronenstrahl-induzierte Ströme, Augerspektroskopie, Röntgenstrahlspektroskopie 2.5 Modulationstechniken 3 Rastersondenmikroskopie 3.1 Allgemeine Funktionsweise 3.2 Rastertunnelmikroskopie 3.3 Rasterkraftmikroskopie 3.4 Optische Rasternahfeldmikroskopie 3.5 Komplementäre Rastersondenmikroskoptechniken 13 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Verständnis fachübergreifender Aspekte der Mechanik, Elektrotechnik, Chemie und Mathematik und deren Anwendung für: (1) Sensorik/Aktorik auf Si-Basis und (2) Polymer-Materialien für alternative Fertigungstechnologien und Bauelement-Konzepte Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. H.-C. Scheer Nachweise zu Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Anwendungsfelder, Grundbegriffe und Abgrenzungen Mechanische Grundlagen: Spannungstensor, Deformationstensor, Index-Notation, elastische Materialeigenschaften, Vektordarstellung des Spannungs-Dehnungs- Zusammenhangs Mikromechanik für kristalline Materialien (Si) bei kleiner Deformation: Anisotrope Materialeigenschaften/Materialkonstanten, Richtungskosinus-Transformation, Schalentheorie zur Beschreibung von Membranen/Zungen, piezoresistiver Effekt, Volumen-Mikromechanik: anisotropes Nassätzen, Beispiel Druck-/Beschleunigungssensor, Oberflächen-Mikromechanik: Opferschichttechnik, Beispiel Projektionsdisplays Mikromechanik für Polymere (PS, PMMA, PDMS) bei großer Deformation: Isotrope Materialeigenschaften, Dehnverhältnis bei großer Deformation, Temperatur- und MolekulargewichtsAbhängigkeit der elastischen Eigenschaften, Thermoplastische Materialien: Zeit-Temperatur-Äquivalenz, Beispiel Nanoimprint, Elastomere Materialien: Netzwerks-Theorien/-Eigenschaften, Beispiel PDMS-Einsatz 14 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0138 Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Studierende erlernen die Analyse und das Design von integrierten Schaltungen auf Chip-Ebene. Insbesondere die Implementierung von Hochfrequenzsystemen in der Kommunikationstechnik. Voraussetzungen: Empfohlen wird die erfolgreiche Teilnahme an dem Modul „Hochfrequenzsysteme“ . Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. U. Pfeiffer Nachweise zu Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Review of MOS and BJT technologies for high-speed applications, FET small-signal model, important device parameters, transconductance, unity-gain-frequency, bipolar small-signal model, bipolar unity-gain-frequency, high-speed amplifiers and two-port design, RLC-networks, Q-factors, tuned amplifiers, general properties of twoport networks, two-port networks, S Y H G parameters, input/output Admittance of two-ports, series feedback, course work introduction, power gain definitions, stability, k-factor, circuit design project description, simultaneous conjugated match, maximum power gain definitions, Cadence software introduction, impedance matching networks, L-Sections, T-Sections, Pi-Sections, harmonic distortion, project work, inter-modulation distortion, distortion, HD2, HD3, THD, IM2, IM3, IP2, IP3, P1dB, BJT example, electronic noise, Johnson-noise, Spot-Noise, available-noise power, Shot-noise, BJT/FET equivalent noise model, SNR, noise-figure, noise-factor, NF, BJT noise sources, optimum source resistance, Fmin, BJT NF, noise correlation, FET noise figure, design of LNA, mixer, image problem/rejection, direct conversion, I/Q-modulators. Bemerkungen: Die Lehrveranstaltung findet in englischer Sprache statt. 15 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0188 Reliability of electronic devices and systems Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Innerhalb dieser Vorlesung werden Methoden zur Detektion und S/N-Verbesserung im Zeit-, Frequenz- und Modulationsbereich vorgestellt und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit diskutiert. Modulverantwortliche(r): Dr.-Ing. Ralf Heiderhoff Nachweise zu Reliability of electronic devices and systems Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Reliability of electronic devices and systems Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: 1. Introduction 1.1 Detection of signals within different measurement domains (Time Domain, Frequency Domain, Modulation Domain) 1.2 Noise sources, noise figures (1/f, Schot noise, thermal noise) and S/N 1.3 Description and determination of life times and failure distributions of electronic devices (Weibull statistic) 2. Measurement and signal recovery of electrical signals 2.1 Sampling-Techniques / Mixing Techniques 2.2 S/N improvement: Lock-In-Amplifier Dualphase, Heterodyn (VCO)), 2.3 Time resolved measurements of fast signals in time domain: Averaging (Boxcar-Integrator, sampling heads), (Single event multichannel Oscilloscope) 2.4 Measurements in Frequency Domain (Spectrum Analyser, Network Analyser) S-Parameter 3 Reliability investigations by use of optical radiation 3.1 Photon Emission Microscopy (Photo Detectors (PMT (Photo-cathodes, QE, Dark-current), CCD) 3.2 Generation of short laser-pulse and its characterization (correlation technique (Streak-Camera, Optical AutoCorrelation)) 3.3 Optical Testing (Electro-Optic Sampling (Kerr-effect), Optical Beam Induced Resistance Change (OBIRCH), Thermally Induced Voltage Alteration (TIVA) Picosecond Imaging Circuit Analysis (PICA) 16 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0187 Elektromobilität Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: • Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse der Fahrzeugtopologien und der Antriebssysteme von Elektro- und Hybridfahrzeugen. • Sie verstehen das systematische Zusammenwirken der einzelnen Komponenten und können Betriebspunkte einzelner Antriebskomponenten rechnerisch bestimmen. • Des Weiteren verstehen die Studierenden die Grundlagen elektrochemischer Reaktionen sowie den Aufbau moderner Batterie- und Brennstoffzellensysteme. • Sie besitzen grundlegende Kenntnisse unterschiedlicher Netzanbindungssysteme. • Die Studierenden sind in der Lage unterschiedliche Fahrzeugkonzepte für verschiedene Einsatzgebiete zu bewerten. • Grundlagen bereits eingesetzter und potentieller Geschäftsmodelle für Elektrokraftfahrzeuge sind ihnen ebenfalls bekannt. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse in den Grundlagen der Elektrotechnik I, II und III. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Benedikt Schmülling Nachweise zu Elektromobilität Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 120 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Elektromobilität Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS 17 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Elektromobilität (Fortsetzung) Inhalte: • Rahmenbedingungen/Definitionen der Elektromobilität • Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte • Antriebskonzepte und Antriebstechnologien - Elektrofahrzeuge - Hybridfahrzeuge - Antriebsstrang - elektrische Maschinen - Leistungselektronik für Antriebsumrichter • elektrochemische Energiespeicherung und elektrochemische Energiewandlung • Bordkomponenten • Ladekonzepte und Ladeinfrastrukturen - konduktive Ladesysteme - induktive Ladesysteme - Strategien zur Netzanbindung • Normen und Anwendungsregeln • Geschäftsmodelle für die Elektromobilität 18 Stand: 22. April 2015 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0155 Leistungselektronik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden haben nach Abschluss des Moduls ein umfangreiches Wissen über den Aufbau und das Schaltverhalten von Leistungshalbleitern. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf dem funktionalen Verständniss und dem praktischen Einsatz in leistungselektronischen Schaltungen. Ferner besitzen die Studierenden ein umfangreiches Grundlagenwissen, was die wesentlichen Einsatzgebiete der Leistungselektronik, wie Gleichrichten, Wechselrichten, Umrichten und die zugehörige Ansteuerung und Regelung, umfasst. Die Studierenden sind somit in der Lage grundlegende leistungselektronische Schaltungen zu entwickeln und zu dimensionieren. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus den Modulen elektronische Bauelemente, Grundlagen der Elektrotechnik I, II und III. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Soter Nachweise zu Leistungselektronik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Leistungselektronik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: • Bauelemente der Leistungselektronik und deren Aufbau und Funktion • Ansteuerung von Leistungshalbleitern • Stromübergang zwischen Ventilen • Grundschaltungen der Leistungselektronik • Regel und Steuerverfahren • Schaltnetzteile • Einsatzgebiet: Photovoltaik und Windkraft 19 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0196 Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen einen umfassenden Überblick über verschiedene Topologien zur Versorgung elektronischer Schaltungen und Systeme. Sie haben ein tiefgehendes Verständnis über den Aufbau und die Funktionsweise linearer und getakteter Stromversorgungen und sind in der Lage, für verschiedene Einsatzwecke die richtige Topologie auszuwählen und auszulegen. Voraussetzungen: Kenntnisse aus den Modulen zur Mathematik, Grundlagen der Elektrotechnik I, II, Mess- und Schaltungstechnik sowie der Regelungstechnik werden erwartet. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing. S. Butzmann Nachweise zu Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Lineare Spannungsregler, Spannungsversorgungen mit geschalteten Kapazitäten, Topologien induktiver Schaltwandler, Magnetkreisauslegung, Stabilitätsberechnung von Schaltwandlern, leistungselektronische Bauelemente. 20 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Materials and Processes FBE0148 Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Vorlesung ist den Messtechniken gewidmet, die als state-of-the-art der Fehleranalyse betrachtet werden können. Es werden Kriterien sowohl für die Auswahl geeigneter Messsonden als auch deren Wechselwirkungsprodukte diskutiert. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. T. Riedl / Dr.-Ing. Ralf Heiderhoff Nachweise zu Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Mikrocharakterisierung von Werkstoffen und Bauelementen der Elektronik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: 1 Grundlagen 1.1 Allgemeine Prinzipien rastermikroskopischer Techniken 2 Rasterelektronenmikroskopie 2.1 Herstellung fokussierter Elektronenstahlen: Austrittsarbeit, Arbeitsmode, magnetische Linsen, Elektronenstrahlparameter 2.2 Wechselwirkung von Elektronen mit Festkörpern: Elastische und inelastische Streuung, Energiedissipation, Eindringtiefe, Sekundär- und Rückstreuelektronen, Enviromental Modus, Material und Spannungskontrast, Bragg-Reflektion 2.3 TEM (STEM): Hell- und Dunkeldfeldabbildung, Elektronenenerieverlustspektroskopie 2.4 Elektronenstrahltechniken: Kathodolumineszenz, Elektronenstrahl-induzierte Ströme, Augerspektroskopie, Röntgenstrahlspektroskopie 2.5 Modulationstechniken 3 Rastersondenmikroskopie 3.1 Allgemeine Funktionsweise 3.2 Rastertunnelmikroskopie 3.3 Rasterkraftmikroskopie 3.4 Optische Rasternahfeldmikroskopie 3.5 Komplementäre Rastersondenmikroskoptechniken 21 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Verständnis fachübergreifender Aspekte der Mechanik, Elektrotechnik, Chemie und Mathematik und deren Anwendung für: (1) Sensorik/Aktorik auf Si-Basis und (2) Polymer-Materialien für alternative Fertigungstechnologien und Bauelement-Konzepte Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. H.-C. Scheer Nachweise zu Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Anwendungsfelder, Grundbegriffe und Abgrenzungen Mechanische Grundlagen: Spannungstensor, Deformationstensor, Index-Notation, elastische Materialeigenschaften, Vektordarstellung des Spannungs-Dehnungs- Zusammenhangs Mikromechanik für kristalline Materialien (Si) bei kleiner Deformation: Anisotrope Materialeigenschaften/Materialkonstanten, Richtungskosinus-Transformation, Schalentheorie zur Beschreibung von Membranen/Zungen, piezoresistiver Effekt, Volumen-Mikromechanik: anisotropes Nassätzen, Beispiel Druck-/Beschleunigungssensor, Oberflächen-Mikromechanik: Opferschichttechnik, Beispiel Projektionsdisplays Mikromechanik für Polymere (PS, PMMA, PDMS) bei großer Deformation: Isotrope Materialeigenschaften, Dehnverhältnis bei großer Deformation, Temperatur- und MolekulargewichtsAbhängigkeit der elastischen Eigenschaften, Thermoplastische Materialien: Zeit-Temperatur-Äquivalenz, Beispiel Nanoimprint, Elastomere Materialien: Netzwerks-Theorien/-Eigenschaften, Beispiel PDMS-Einsatz 22 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0149 Organic Electronics Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Veranstaltung vermittelt einen Überblick zu organischen Halbleitern sowie der organischen Elektronik im Allgemeinen. Es werden grundlegende Kenntnisse bezüglich elektrischer und optischer Vorgänge in organischen Materialien übermittelt. Aufbauend erlangen die Studierenden vertiefte Kenntnisse über die Funktionsweise wichtiger Bauelemente, wie der organischen Leuchtdiode, organischer Transistoren und organischer Solarzellen. Ergänzend wird die Technologie organischer Bauelemente vorgestellt und experimentell vertieft. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse aus Werkstoffe und Grundschaltungen. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Thomas Riedl Nachweise zu Organic Electronics Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Organic Electronics Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Grundlagen organischer Halbleiter - Organische Materialien (Polymere, Oligomere, Dendrimere, kleine Moleküle) - Merkmale organischer Halbleiter - Optische Eigenschaften - Elektrische Eigenschaften Technologische Aspekte - Herstellung dünner Filme - Vakuumprozessierung/Druckverfahren Funktionsweise organischer Bauelemente - Organische Transistoren - Organische Speicher - Großflächige Elektronik - Photovoltaik - Organische Leuchtdioden OLEDs für Allgemeinbeleuchtung und Displays - Organische Laser Marktaussichten für organische Bauelemente 23 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0088 Lasermesstechnik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden erlangen ein grundlegendes Verständnis der Erzeugung, Manipulation und Detektion von Laserstrahlung. Sie kennen wichtige Messmethoden, z.B. zur Entfernungs- oder Geschwindigkeitsbestimmung, und sind in der Lage, sie experimentell zu realisieren und im Hinblick auf die erzielbare Genauigkeit zu bewerten. Ferner kennen sie Modelle der Laserstrahlung und der darin enthaltenen Information. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik. Modulverantwortliche(r): Dr. rer. nat. Albrecht Brockhaus Nachweise zu Lasermesstechnik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als vollständig, wenn die Übung und das in der Übung enhaltene Praktikum: Lasermesstechnik erfolgreich absolviert und die mündliche Prüfung bestanden wurde. I Lasermesstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Es werden Grundlagen und aktuelle Anwendungen der Lasermesstechnik besprochen. Einige Methoden, vorwiegend aus dem Bereich Automotive, sollen in einem begleitenden Praktikum exemplarisch untersucht werden. Themenübersicht: Grundlagen des Lasers, Technische Optik, Strahlungsdetektoren, Entfernungsmessung durch Triangulation und Laufzeitmessung, Laser-Doppler 24 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0189 Advanced Thin Film Technologies Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden - kennen die praktischen und theoretischen Grundlagen wesentlicher auch plasmagestützter Verfahren zur Herstellung dünner Schichten. - können wesentliche Wechselwirkungen zwischen Verfahrensparametern und Schichteigenschaften beurteilen und sind mit den grundlegenden Problemen der Verfahrensskalierung vom Labor in den Fertigungsmaßstab vertraut. - kennen Beispiele von Anlagen und Anwendungen in der industriellen Fertigung von dünnen Schichten insbesondere in der Elektrotechnik. - kennen wesentliche Methoden zur Analyse von dünnen Schichten - können interdisziplinäre Schnittstellen mit anderen Bereichen erkennen und verstehen - können sich selbstständig weiteres Fachwissen auch aus verwandten Gebieten anhand von Fachliteratur (insbesondere auch Primärliteratur) erarbeiten. - haben ihre Kompetenzen in den Bereichen - Zeitmanagement - zielgerichtete und adressatenbezogene Strukturierung und Präsentation komplexer Sachverhalte - Aktive und passive Kritikfähigkeit geübt und gefestigt. Voraussetzungen: Empfohlen werden gute Kenntnisse aus dem Modul Werkstoffe und Grundschaltungen. Modulverantwortliche(r): Dr.-Ing. Detlef Theirich Nachweise zu Advanced Thin Film Technologies Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Advanced Thin Film Technologies Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS 25 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Advanced Thin Film Technologies Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: Wiederholung/Einführung - Warum dünne Schichten? - Klassifizierung und Grundlagen der Verfahren: PVD, CVD, andere - Vakuum- vs. Atmosphärendruckverfahren - inerte vs. reaktive Verfahren - Grundlagen von Schichtwachstum und Kristallinität Schichteigenschaften und Verfahrenseinflüsse - Rauhigkeit, Kristallinität, Haftung, Stress in Schichten, chemische Zusammensetzung, Dichte, optische/elektrische Eigenschaften, Diffusionseigenschaften, Störstellen, Härte und andere - Einflüsse von Verfahrensparameter wie z.B. Wachstumsrate, Temperatur, Substrat, Umgebungsdruck, Umgebungsatmosphäre, Partikelenergie und anderer - Möglichkeiten der extrinsischen und intrinsischen Parameterbeeinflussung Plasmagestützte Dünnschichtverfahren - Einführung Plasma - Sputtern, reaktives Sputtern - Plasma-CVD - ALD, Plasma-ALD Industrielle Anlagen und Anwendungen - Skalierungsfragen - Anlagen- und Anwendungsbeispiele Ausgewählte Analysemethoden für dünne Schichten 26 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Vertiefungsrichtung „Renewable Energy“ Power Electronics and Hybride Drive Systems FBE0067 Elektromagnetische Aktoren Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Der Student besitzt nach Abschluss der Veranstaltung vertiefte Kenntnisse über den Aufbau, die grundlegende Berechnung und die Anwendung elektromagnetischer Aktoren. Es werden sowohl Grundlagen über gängige Arten von Aktoren wie Synchron-, Asynchron- und Gleichstrommaschinen, als auch spezielle Kenntnisse zu Sonderformen wie Linear oder Piezoaktoren vermittelt. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. S. Soter Nachweise zu Elektromagnetische Aktoren Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Elektromagnetische Aktoren Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Industrielle Aktoren: elektrische Antriebe im Kfz, Servoantriebe mit hoher Dynamik; Elektromagnetische Aktoren: elektronisch kommutierte (EC-) BLDC-Aktoren, Schrittmotoren, Drehfeldmaschinen, Linearaktoren, Einsatz von Komposit-Materialien (SMC, ...); Normen und Richtlinien: CE-Richtlinien, EMV, Sicherheit, Netzrückwirkungen; spezielle Regelverfahren für elektrische Aktoren: sensorlose Antriebskonzepte, Prädiktive Regelung, Fuzzy Control. 27 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0155 Leistungselektronik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden haben nach Abschluss des Moduls ein umfangreiches Wissen über den Aufbau und das Schaltverhalten von Leistungshalbleitern. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf dem funktionalen Verständniss und dem praktischen Einsatz in leistungselektronischen Schaltungen. Ferner besitzen die Studierenden ein umfangreiches Grundlagenwissen, was die wesentlichen Einsatzgebiete der Leistungselektronik, wie Gleichrichten, Wechselrichten, Umrichten und die zugehörige Ansteuerung und Regelung, umfasst. Die Studierenden sind somit in der Lage grundlegende leistungselektronische Schaltungen zu entwickeln und zu dimensionieren. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus den Modulen elektronische Bauelemente, Grundlagen der Elektrotechnik I, II und III. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Soter Nachweise zu Leistungselektronik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Leistungselektronik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: • Bauelemente der Leistungselektronik und deren Aufbau und Funktion • Ansteuerung von Leistungshalbleitern • Stromübergang zwischen Ventilen • Grundschaltungen der Leistungselektronik • Regel und Steuerverfahren • Schaltnetzteile • Einsatzgebiet: Photovoltaik und Windkraft 28 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0156 Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen nach Abschluss der Veranstaltung ein umfangreiches Wissen über die Anwendung von Mikrocomputern insbesondere Mikrocontrollern in der Antriebstechnik. Dies umfasst sowohl den hardwareseitigen Aufbau von Schaltungen mit Mikrocontrollern als auch die Programmierung von Gesamtsystemen. Ein Schwerpunkt liegt in der Ansteuerung der Leistungselektronik und der Umsetzung von Regelungsstrukturen für Antriebssysteme in Mikrocomputern. Voraussetzungen: Grundlegende Programmierkenntnisse in C werden dringend empfohlen. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Soter Nachweise zu Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (2-mal wiederholbar ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Wahlpflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: • Aufbau von Mikrocontrollerschaltungen • Besonderheiten bei der Programmierung von eingebetteten Systemen • Grundlegende Ein-/Ausgabe-Funktionalitäten • Interrupts • Serielle und parallele Busse • Analog/Digital-Wandlung • Digitale Filterung von Messgrößen und Signalen • Anwendungen in Antriebssystemen • Echtzeitsysteme • Feldbussysteme 29 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0106 Regelungstheorie Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden beherrschen den Reglerentwurf im Zustandsraum und ihnen sind die Grundlagen der Stabilitätstheorie nichtlinearer Systeme bekannt. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik und der Regelungstechnik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. B. Tibken Nachweise zu Regelungstheorie Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 120 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Regelungstheorie Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Zustandsraum, Optimalregler, nichtlineare Systeme, harmonische Balance, Lyapunovsche Stabilitätstheorie. 30 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0098 Nichtlineare Regelungssysteme Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen vertiefte Kenntnisse aus den Bereichen Regelungs-, Antriebstechnik, Mikrosystemtechnik, elektrische Energiesysteme und Prozessinformatik. Vermittlung von Methodenkompetenz zur Auslegung von Automatisierungssystemen. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik und der Regeleungstechnik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. B. Tibken Nachweise zu Nichtlineare Regelungssysteme Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Nichtlineare Regelungssysteme Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Basierend auf der Vorlesung Regelungstechnik werden spezielle Probleme der Regelungstechnik, insbesondere nichtlineare Regelungssysteme untersucht. Analyse von nichtlinearen Systemen: Beobachtbarkeit, Stabilität Reglerentwurfsverfahren für nichtlineare Systeme: Control-Lyapunov-Funktionen, Exakte Linearisierung, Flachheitsbasierte Regler, Backstepping Beobachterentwurf für nichtlineare SystemeMathematische Hilfsmittel: Lie-Reihe, Lineare Matrixungleichungen (LMI), Summe-von-Quadraten (sos-Polynome) 31 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0100 Optimierungsmethoden der Regelungstechnik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen tiefgehende Kenntnisse aus den Bereichen Regelungs-, Antriebstechnik, Mikrosystemtechnik, elektrische Energiesysteme und Prozessinformatik. Es werden Methodenkompetenzen zur Auslegung von Automatisierungssystemen vermittelt. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik und der Regelungstechnik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. B. Tibken Nachweise zu Optimierungsmethoden der Regelungstechnik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Optimierungsmethoden der Regelungstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Optimierungsmethoden der Regelungstechnik, robuste Regler, verifizierte Berechnung robuster Regler. Lokale Methoden: Notwendige und hinreichende Bedingungen, Iterative Algorithmen, Newtonverfahren, Abstiegsrichtungen, Schrittweitenregeln, Optimale Schrittweite, Armijoregel mit Aufweitung, Anwendung auf quadratische Funktionen, Automatische Differentiation, Motivation, Berechnung Globale Methode: Intervallarithmetik, Motivation, Arithmetik, naive Intervallerweiterung, Mittelpunktregel, Sekantenregel, Optimierungsalgorithmus, Algorithmus, Gradiententest, Konvexitätstest, Intervall-Newton-Verfahren, Garantierte Parameterschätzung, Lineare und Polynomiale Optimierung Variationsrechnung: Optimal Control 32 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0187 Elektromobilität Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: • Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse der Fahrzeugtopologien und der Antriebssysteme von Elektro- und Hybridfahrzeugen. • Sie verstehen das systematische Zusammenwirken der einzelnen Komponenten und können Betriebspunkte einzelner Antriebskomponenten rechnerisch bestimmen. • Des Weiteren verstehen die Studierenden die Grundlagen elektrochemischer Reaktionen sowie den Aufbau moderner Batterie- und Brennstoffzellensysteme. • Sie besitzen grundlegende Kenntnisse unterschiedlicher Netzanbindungssysteme. • Die Studierenden sind in der Lage unterschiedliche Fahrzeugkonzepte für verschiedene Einsatzgebiete zu bewerten. • Grundlagen bereits eingesetzter und potentieller Geschäftsmodelle für Elektrokraftfahrzeuge sind ihnen ebenfalls bekannt. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse in den Grundlagen der Elektrotechnik I, II und III. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Benedikt Schmülling Nachweise zu Elektromobilität Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 120 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Elektromobilität Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS 33 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Elektromobilität (Fortsetzung) Inhalte: • Rahmenbedingungen/Definitionen der Elektromobilität • Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte • Antriebskonzepte und Antriebstechnologien - Elektrofahrzeuge - Hybridfahrzeuge - Antriebsstrang - elektrische Maschinen - Leistungselektronik für Antriebsumrichter • elektrochemische Energiespeicherung und elektrochemische Energiewandlung • Bordkomponenten • Ladekonzepte und Ladeinfrastrukturen - konduktive Ladesysteme - induktive Ladesysteme - Strategien zur Netzanbindung • Normen und Anwendungsregeln • Geschäftsmodelle für die Elektromobilität 34 Stand: 22. April 2015 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0186 men Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesyste- Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse der Komponenten von Magnetlager- und Magnetführungssystemen. Sie verstehen das systematische Zusammenwirken der einzelnen Komponenten sowie das mechanische Verhalten (Festkörperstatik und Festkörperdynamik) des zu lagernden bzw. zu führenden Körpers. Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der Zustandsraumbeschreibung sowie der Zustandsregelung. Sie sind in der Lage ein Magnetlager- bzw. Magnetführungssystem zu bewerten. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse in den Grundlagen der Elektrotechnik I, II, III, sowie Kenntnisse in den Grundlagen der Regelungstechnik Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Benedikt Schmülling Nachweise zu Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als vollständig, wenn die Teilnahme am zugehörigen Seminar erfolgreich mit einem 15 minütiger Kurzvortrag über ein Thema der Veranstaltung abgeschlossen und die mündliche Prüfung bestanden wurde. I Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (5 LP) Vorlesung/ Seminar 93,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS 35 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: • Anwendungsbereiche der Magnetschwebetechnik • Prinzipien des elektromagnetischen Schwebens • Bauformen und Design von magnetischen Aktoren • Leistungselektronik für die Magnetschwebetechnik • Regelung des Magnetschwebesystems - verschiedene Regelstrategien - Zustandsraumbeschreibung - Erfassung der Zustandsgrößen/Sensorik - Entwurf der Regelung • Energieversorgung von kontaktlosen Systemen - Lineargenerator - induktive Energieübertragung - Entwurf von Übertragungsstrecken - Kompensation und Leistungselektronik für die induktive Energieübertragung II Seminar Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Seminar 18,75 h 1 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Inhalt des Seminars ist die Vorstellung, Besprechung, Diskussion und Analyse des aktuellen Standes der Forschung in den Bereichen elektromagnetisches Schweben, elektrodynamisches Schweben, permanentmagnetisches Schweben, Leistungselektronik und Regelungsstrategien für Magnetschwebsysteme, kontaktlose Energieübertragung für mobile Verbraucher, lineare Antriebstechnik, rotatorische Antriebstechnik für sehr hohe Drehzahlen sowie Anwendungen und laufende Projekte der Magnetschwebetechnik. 36 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0099 neering Numerische Methoden des Computational Engi- Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden verfügen über Erfahrungen mit der Parallelisierung von Algorithmen zur Lösung realistischer Problemstellungen im naturwissenschaftlichen und technischen Bereich. Sie haben einen Überblick über moderne Computerarchitekturen und sind mit Clustercomputing auch durch praktische Erfahrung vertraut. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Inhalte der Mathematik A-C-Vorlesungen werden erwartet und Inhalte der „Theoretische Elektrotechnik“ sind wünschenswert. Außerdem werden Kenntnisse in Numerischer Mathematik entsprechend dem Bachelor-Studium und Kenntnisse aus dem Modul „Vertiefung Numerik“ erwartet. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. M. Clemens Nachweise zu Numerische Methoden des Computational Engineering Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 120 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Numerische Methoden des Computational Engineering Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (5 LP) Vorlesung/ Übung 93,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Datenaustausch und Gittergenerierung, Numerische Lösungsverfahren für lineare und nichtlineare Gleichungssysteme, Lösungsmethoden für Eigenwertprobleme, Zeitschrittintegrationsverfahren für langsame und schnellveränderliche Felder, Visualisierungsverfahren. II Praktikum Numerische Methoden des Computational Engineering Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Praktikum 18,75 h 1 SWS × 11,25 h Angebot im: SS 37 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING II Praktikum Numerische Methoden des Computational Engineering Inhalte: Praktische Vertiefung des Vorlesungsstoffes. 38 Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Smart Grids FBE0089 Leit- und Schutztechnik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 3 LP Stellung der Note: 3/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 90 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden bekommen einen Überblick über Führung, Steuerung und Schutz elektrischer Energieversorgungsnetze von der Niederspannungs- bis zur Hochspannungsebene. Sie erlangen umfassendes Wissen über Prozesse, Aufgaben und Bedeutung der Netzführung, der Netz- und Stationsleittechnik, der technischen Kommunikation sowie des Netzschutzes. Funktion, Aufbau und Einsatzgebiete der Leittechnik sowie Konzepte, Algorithmen und Technologien des Netzschutzes werden vermittelt. Anforderungen an Leit- und Schutztechnik bei dezentraler Energieeinspeisung werden besprochen. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus den Modulen Energiesysteme sowie Planung und Betrieb elektrischer Netze. Hilfreich sind Kenntnisse aus den Modulen Regenerative Energiequellen und Hochspannungstechnik. Modulverantwortliche(r): Dr.-Ing. Hoppe-Oehl Nachweise zu Leit- und Schutztechnik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 3 Nachweis für: ganzes Modul Leit- und Schutztechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (3 LP) Vorlesung 56,25 h 3 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Aufgaben und Bedeutung der Netzführung, Netzleittechnik, Stationsleittechnik, Netzschutz, Der zu überwachende, zu steuernde, zu schützende Prozess, Fehlerarten im Netz, Funktionen der Leittechnik zentral/dezentral, Prinzipien des Netzschutzes (UMZ-, Distanz-, Differentialschutz), Arten von Netzschutzeinrichtungen, Ortung von Erdschlüssen, Technische Kommunikation, Standardisierung, Normung, Wirtschaftlichkeit, Hilfsenergieversorgung, Technologie, IT-Sicherheit, Betrieb und Instandhaltung der Schutz- und Leittechnik, Schutz- und Leittechnik bei dezentraler Einspeisung. 39 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0127 Windkraftanlagen Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse der Mechanik des Maschinenbaus (Physik des Windes, Aerodynamik von Rotorblättern, konstruktiver Aufbau) für den Betrieb von Windkraftanlagen. Weiterhin werden den Studierenden Einblicke in elektrische Maschinen, der dazugehörenden Leistungselektronik, den Netzanschluss sowie die Wirtschaftlichkeit von Windkraftanlagen vermittelt. Sie erlangen ebenfalls eingehende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. S. Soter Nachweise zu Windkraftanlagen Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Windkraftanlagen Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Form nach Ankündigung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Bedeutung nicht konventioneller Energieerzeugungsanlagen im 21. Jahrhundert, Historische Entwicklung, Physikalische Grundlagen, Aerodynamik des Rotors, Teillastverhalten und Kennlinien, Konstruktiver Aufbau, der Wind, Mechanisch - elektrische Energieumwandlung durch Generatoren, Umrichtersysteme, Netzanschluss, Wirtschaftlichkeit, Beispielsystem, Offshore. 40 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0152 Kraftwerke Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 3 LP Stellung der Note: 3/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 90 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden erwerben vertiefte Kenntnisse über klassische, konventionelle Kraftwerke. Die Vorlesung beschreibt detailliert die elektrischen und thermodynamischen Prozesse in Stein- und Braunkohlekraftwerken, Kernkraftwerken, kombinierten Gas- und Dampfkraftwerken, Gasturbinen sowie Wasserkraftwerken. Darüber hinaus wird das Zusammenwirken der klassischen Kraftwerke und regenerativen Energiequellen im Systemverbund vermittelt, so dass sich gemeinsam mit der Vorlesung Regenerative Energiequellen ein vollständiger Überblick über die elektrische Energieerzeugung ergibt. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus dem Modul Energiesysteme. Hilfreich sind Kenntnisse aus den Modulen Planung und Betrieb elektrischer Netze und Regenerative Energiequellen. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof.Dr.-Ing. Markus Zdrallek Nachweise zu Kraftwerke Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 3 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als vollständig wenn an der Exkursion teilgenommen und die mündliche Prüfung bestanden wurde. I Kraftwerke Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (2 LP) Vorlesung/ Übung 37,5 h 2 SWS × 11,25 h Angebot im: SS 41 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Kraftwerke Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: Die Vorlesung gibt eine vertiefende Einführung in die thermodynamischen und elektrotechnischen Grundlagen der Kraftwerkstechnik. Im Einzelnen werden die folgenden Themen behandelt: • Energiebedarf und -angebot • Kraftwerkseinsatz • Thermodynamik und Kreisprozesse • Kohlekraftwerke • Gas-Kraftwerke / Gas- und Dampfkraftwerke • Kernkraftwerke • Eigenbedarf von Kraftwerken • Wasserkraftwerke • Kraftwerksregelung im Netzverbund II Exkursion Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Exkursion 18,75 h 1 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Ergänzend zu den Vorlesungs- und Übungsinhalten wird eine Exkursion zu einigen Kraftwerken und energietechnischen Anlagen durchgeführt. Durch die Besichtigung der unterschiedlichen Technologien werden die theoretischen Inhalte der Vorlesung vertieft. 42 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0153 Hochspannungstechnik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden erwerben vertiefte Kenntnisse der Hochspannungstechnik, insbesondere aus den Bereichen Überspannung, Messung und Erzeugung von Hochspannungen. Sie kennen die theoretischen Grundlagen des elektrischen Feldes, von Isolierstoffen und Durchschlagmechanismen. Sie lernen die gängigen Betriebsmittel von Hochspannungsnetzen, ihre Funktionsweise und wesentliche konstruktive Merkmale kennen. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus dem Modul Energiesysteme. Hilfreich sind Kenntnisse aus dem Modul Planung und Betrieb elektrischer Netze. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof.Dr.-Ing. Markus Zdrallek Nachweise zu Hochspannungstechnik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 40 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als vollständig, wenn die Teilnahme am Pflichtpraktikum Hochspannungstechnik erfolgreich absolviert und die mündliche Prüfung bestanden wurde. I Hochspannungstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (4 LP) Vorlesung/ Übung 86,25 h 3 SWS × 11,25 h Angebot im: WS 43 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Hochspannungstechnik Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: Die Lehrveranstaltung Hochspannungstechnik vermittelt die Grundlagen der Hochspannungstechnik und gibt einen Überblick über Eigenschaften, Effekte und Vorgänge im Bereich der Hochspannungsbetriebsmittel. Im Einzelnen werden die folgenden Themen behandelt: Hochspannung und Überspannungen Eigenschaften und Effekte sehr hoher Spannungen, Entstehung von Überspannungen und deren Gefährdungspotential Erzeugung und Messung hoher Spannungen Eigenschaften und schaltungstechnische Realisierung von Anordnungen/Geräten zur Erzeugung und Messung von hohen Wechsel-, Gleich- und Stoßspannungen zur Prüfung von Hochspannungsbetriebsmitteln Grundlagen elektrischer Felder Eigenschaften elektrischer Felder, Berechnung von Feldverläufen typischer Anordnungen der Hochspannungstechnik, Näherungsverfahren zur Abschätzung des Feldverlaufs Isolierstoffe und Durchschlagmechanismen Eigenschaften und Durchschlagmechanismen gasförmiger, flüssiger und fester Isolierstoffe; Durchschlagverhalten in homogenen und inhomogenen Feldverläufen, Teilentladungsmechanismen etc. Betriebsmittel für Hochspannungsnetze Übersicht über Betriebsmittel für Hochspannungsnetze und deren Eigenschaften, z.B. Isolatoren, Schaltgeräte und Schaltanlagen, Transformatoren und Energiekabel etc. Die Inhalte der Vorlesung werden in den zugehörigen Übungen vertieft. Im Rahmen eines Laborpraktikums werden Versuche zu einzelnen Themen der Vorlesung durchgeführt. Voraussetzungen: Formal: Teilnahmevoraussetzung für die mündliche Prüfung ist die erfolgreiche Teilnahme am Laborpraktikum. Inhaltlich: Erwartet werden Kenntnisse aus dem Modul Energiesysteme. Hilfreich sind Kenntnisse aus dem Modul Planung und Betrieb elektrischer Netze. II Hochspannungstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (2 LP) Praktikum 37,5 h 2 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Im Laborpraktikum Hochspannungstechnik werden die gleichen Inhalte wie in der Vorlesung Hochspannungstechnik (siehe Modulteil I) vermittelt. Die Praktikumsversuche sind so ausgelegt, dass die in der Vorlesung und Übung gewonnenen Kenntnisse praktisch angewendet und vertieft werden. Obligatorische Bestandteile des Laborpraktikums sind eine ausführliche Sicherheitsunterweisung für Hochspannungsanlagen und eine Einführung in die Technik der Hochspannungshalle. Im Einzelnen sind zu den folgenden Themen Versuche vorgesehen: Erzeugung und Messung hoher Spannungen Isolationskoordination Teilentladungsmessungen Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus der Vorlesung und der Übung zur Lehrveranstaltung Hochspannungstechnik. 44 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0124 Theorie der Netzberechnung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 3 LP Stellung der Note: 3/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 90 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden verfügen über tiefgehende Kenntnisse über Methoden zur Betriebsführung und Planung von Energiesystemen. Sie kennen die theoretischen Grundlagen zur Berechnung elektrischer Übertragungsnetze. Sie beherrschen die algorithmischen Verfahren der Netzberechnung. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse der Linearen Algebra und Kenntnisse aus dem Modul Energiesysteme. Hilfreich sind darüber hinaus Kenntnisse aus dem Modul Planung und Betrieb elektrischer Netze. Modulverantwortliche(r): Dr.-Ing. K.F. Schäfer, Prof. Dr.-Ing.M. Zdrallek Nachweise zu Theorie der Netzberechnung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 40 min. Dauer Nachgewiesene LP: 3 Nachweis für: ganzes Modul Theorie der Netzberechnung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (3 LP) Vorlesung/ Übung 56,25 h 3 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Die Vorlesung gibt eine Einführung in die theoretischen Grundlagen der Berechnung elektrischer Übertragungsnetze. Im Einzelnen werden die folgenden Themen behandelt: Betriebsführung mit Hilfe von Prozessrechnern, Netzmodelle, mathematische Beschreibung des Netzes, lineare und nichtlineare Gleichungssysteme, Programmiertechnik, Lastflussrechnung, State Estimation, Netzsicherheitsüberwachung, Kurzschlussstromberechnung, Optimierung des Netzzustandes, Datenmodelle, Visualisierung. 45 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0154 Ordnungsrahmen der Energiewirtschaft Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 3 LP Stellung der Note: 3/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 90 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden erlernen die Grundlagen der Energiewirtschaft im liberalisierten Energieversorgungsmarkt. Sie lernen den Energieversorgungsmarkt mit seinen Teilnehmern, ihren Rollen und ihrem Zusammenspiel ebenso wie die gesetzlichen Grundlagen und Verordnungen kennen. Sie erhalten Einblick in die Aufgaben, die Struktur und die Organisation heutiger Energieversorgungsunternehmen. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus dem Modul Energiesysteme. Hilfreich sind Kenntnisse aus den Modulen Planung und Betrieb elektrischer Netze und Regenerative Energiequellen. Modulverantwortliche(r): Dr.-Ing. Peter Birkner, Univ.-Prof.Dr.-Ing. Markus Zdrallek Nachweise zu Ordnungsrahmen der Energiewirtschaft Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 3 Nachweis für: ganzes Modul Ordnungsrahmen der Energiewirtschaft Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (3 LP) Vorlesung 56,25 h 3 SWS × 11,25 h Angebot im: WS 46 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Ordnungsrahmen der Energiewirtschaft (Fortsetzung) Inhalte: Die Themen der Vorlesung Ordnungsrahmen der Energiewirtschaft sind: • Einführung • Organisation und Rollen • Gesetze, Verordnungen und Codes • Markt und Technik • Marktmechanismen • Recht und Technik • Regulierung und Technik • Strukturen und Technik • Energiewirtschaft der Zukunft – System • Energiewirtschaft der Zukunft – Management • Energiewirtschaft der Zukunft – Anwendungen • Schlussfolgerungen 47 Stand: 22. April 2015 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0186 men Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesyste- Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse der Komponenten von Magnetlager- und Magnetführungssystemen. Sie verstehen das systematische Zusammenwirken der einzelnen Komponenten sowie das mechanische Verhalten (Festkörperstatik und Festkörperdynamik) des zu lagernden bzw. zu führenden Körpers. Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der Zustandsraumbeschreibung sowie der Zustandsregelung. Sie sind in der Lage ein Magnetlager- bzw. Magnetführungssystem zu bewerten. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse in den Grundlagen der Elektrotechnik I, II, III, sowie Kenntnisse in den Grundlagen der Regelungstechnik Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Benedikt Schmülling Nachweise zu Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als vollständig, wenn die Teilnahme am zugehörigen Seminar erfolgreich mit einem 15 minütiger Kurzvortrag über ein Thema der Veranstaltung abgeschlossen und die mündliche Prüfung bestanden wurde. I Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (5 LP) Vorlesung/ Seminar 93,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS 48 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Entwurf und Betrieb von Magnetschwebesystemen Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: • Anwendungsbereiche der Magnetschwebetechnik • Prinzipien des elektromagnetischen Schwebens • Bauformen und Design von magnetischen Aktoren • Leistungselektronik für die Magnetschwebetechnik • Regelung des Magnetschwebesystems - verschiedene Regelstrategien - Zustandsraumbeschreibung - Erfassung der Zustandsgrößen/Sensorik - Entwurf der Regelung • Energieversorgung von kontaktlosen Systemen - Lineargenerator - induktive Energieübertragung - Entwurf von Übertragungsstrecken - Kompensation und Leistungselektronik für die induktive Energieübertragung II Seminar Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Seminar 18,75 h 1 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Inhalt des Seminars ist die Vorstellung, Besprechung, Diskussion und Analyse des aktuellen Standes der Forschung in den Bereichen elektromagnetisches Schweben, elektrodynamisches Schweben, permanentmagnetisches Schweben, Leistungselektronik und Regelungsstrategien für Magnetschwebsysteme, kontaktlose Energieübertragung für mobile Verbraucher, lineare Antriebstechnik, rotatorische Antriebstechnik für sehr hohe Drehzahlen sowie Anwendungen und laufende Projekte der Magnetschwebetechnik. 49 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0191 Rationelle Energienutzung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 3 LP Stellung der Note: 3/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 90 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse über Verfahren und Geschäftsmodelle zur Reduzierung des gewerblichen Energieverbrauchs aus ökonomischen und ökologischen Gründen. Des Weiteren werden Kenntnisse über die staatlichen Lenkungsmethoden zur Erhöhung der Energieeffizienz und zur Senkung des Energieverbrauchs vermittelt. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Benedikt Schmülling Nachweise zu Rationelle Energienutzung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 3 Nachweis für: ganzes Modul Rationelle Energienutzung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (3 LP) Vorlesung/ Übung 56,25 h 3 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Definition und Grundlagen der rationellen Energienutzung Contracting - Energieverbrauchsanalyse und Potentialabschätzung - Energiekosten → Leistungs- und Arbeitspreise - Konzepte zur Energie(kosten)reduzierung Technisches Gebäudemanagement - Redundanzsysteme - Gebäudeautomatisierung Energienutzung in der Produktion - Bewertung der Energieeffizienz von Prozessketten - Optimierung der Energieeffizienz von Prozessketten Energienutzung in Transport- und Verkehrswesen - Bewertung der Energieeffizienz unterschiedlicher Transportmittel/Verkehrsmittel/Transportwege - Auswahl des geeigneten Transportmittels nach ökonomischen und ökologischen Kriterien Staatliche Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz - Energieeffizienzklassen 50 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Vertiefungsrichtung „Information Technology and Communications“ Communications FBE0166 Theoretische Nachrichtentechnik ET Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 7 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 210 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden beherrschen die Prinzipien der stochastischen Signaltheorie und können diese auf nachrichtentechnische Probleme anwenden. Es wird die Fähigkeit der mathematischen Modellierung gesteigert. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Mathematikkenntnisse. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Anton Kummert Nachweise zu Theoretische Nachrichtentechnik ET Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (2-mal wiederholbar ) I Prüfungsdauer: 180 min. Dauer Nachgewiesene LP: 7 Nachweis für: ganzes Modul Theoretische Nachrichtentechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS 51 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Theoretische Nachrichtentechnik Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: Begriffe der Wahrscheinlichkeitstheorie, Definition der Wahrscheinlichkeit, Zufallsvariable, Verteilungs- und Dichtefunktion, Erwartungswerte, Momente, Verteilungen, Transformation von Zufallsvariablen, Charakteristische Funktion - Informationstheorie, Informationsgehalt, Erwartungswert des Informationsgehaltes, Entscheidungsgehalt, Redundanz - Statistik, Stichprobenverteilungen, lineareSchätzer - Korrelationsfunktionen deterministischer Signale, Energiesignale, Leistungssignale, Periodogramm -Stochastische Signale, Verteilungs- und Dichtefunktion, Erwartungsfunktion, Kovarianzfunktion, stationäre Prozesse, physikalische Interpretation stochastischer Prozesse, lineare stochastische Prozesse - Schätzung der Korrelationsfunktion - Spektralanalyse deterministischer, zeitdiskreter Signale (DFT), periodische zeitdiskrete Signale, Folgen endlicher Länge, FFT, Fensterung - Spektralschätzung bei diskreten stochastischen Signalen, nichtparametrische Methoden zur Spektralanalyse, parametrische Methoden, Prewithening, Minimum-MSE-Analyse, nichtkausales WienerFilter, kausales Wiener-Filter, Signaldetektion im Rauschen, Prädiktionsfilter, nichtrekursives (FIR) Wiener-Filter. Verkehrstheorie. II Praktikum zur Theoretischen Nachrichtentechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Praktikum 18,75 h 1 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Praktikum zur Vorlesung „Theoretische Nachrichtentechnik“ 52 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0138 Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Studierende erlernen die Analyse und das Design von integrierten Schaltungen auf Chip-Ebene. Insbesondere die Implementierung von Hochfrequenzsystemen in der Kommunikationstechnik. Voraussetzungen: Empfohlen wird die erfolgreiche Teilnahme an dem Modul „Hochfrequenzsysteme“ . Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. U. Pfeiffer Nachweise zu Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Review of MOS and BJT technologies for high-speed applications, FET small-signal model, important device parameters, transconductance, unity-gain-frequency, bipolar small-signal model, bipolar unity-gain-frequency, high-speed amplifiers and two-port design, RLC-networks, Q-factors, tuned amplifiers, general properties of twoport networks, two-port networks, S Y H G parameters, input/output Admittance of two-ports, series feedback, course work introduction, power gain definitions, stability, k-factor, circuit design project description, simultaneous conjugated match, maximum power gain definitions, Cadence software introduction, impedance matching networks, L-Sections, T-Sections, Pi-Sections, harmonic distortion, project work, inter-modulation distortion, distortion, HD2, HD3, THD, IM2, IM3, IP2, IP3, P1dB, BJT example, electronic noise, Johnson-noise, Spot-Noise, available-noise power, Shot-noise, BJT/FET equivalent noise model, SNR, noise-figure, noise-factor, NF, BJT noise sources, optimum source resistance, Fmin, BJT NF, noise correlation, FET noise figure, design of LNA, mixer, image problem/rejection, direct conversion, I/Q-modulators. Bemerkungen: Die Lehrveranstaltung findet in englischer Sprache statt. 53 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0087 Komponenten für Mobilfunksysteme Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden beherrschen die Prinzipien der Übertragungstechnik über Mobilfunkkanäle. Sie erlangen einen umfassenden Überblick über heutige Mobilfunkstandards, sowie über den Aufbau der zugehörigen, hochintegrierten Systemkomponenten. Sie erwerben spezielle Kenntnisse über die Funktion sowie den Entwurf von Mobilfunkkomponenten. Die Studierenden erlangen außerdem vertiefende Kenntnisse, die zu einer Tätigkeit in Forschung und Entwicklung befähigen. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus dem Modul „Mathematik“ . Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. D. Brückmann Nachweise zu Komponenten für Mobilfunksysteme Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 40 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Komponenten für Mobilfunksysteme Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Vorlesung/ Übung 30 h 0 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Die Vorlesung vermittelt weitergehende Kenntnisse über den Aufbau, die Funktion und den Einsatz von mobilen Systemen. Hierbei werden insbesondere die verschiedenen Komponenten betrachtet, aus denen die entsprechenden Geräte und Systeme aufgebaut sind. Folgende Themengebiete werden hierbei angesprochen Mobilfunkgrundlagen: Anforderungen und Störgrößen in mobilen Systemen, Nichtlinearitäten, Rauschen, Gleich- und Nachbarkanalstörungen Empfindlichkeit und Dynamikbereich Überblick über heutige Mobilfunkstandards und den zugehörigen Komponenten Architekturkonzepte und Aufbau von Transceivern Funktionsblöcke des HF-Front-Ends Realisierung von schnellen A/D- und D/A-Wandlern Digitale Signalverarbeitung nach der A/D-Wandlung, Algorithmen und Realisierung Das Konzept des Software Defined Radios 54 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0053 Audiosignalverarbeitung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Aufbauend auf den Grundkenntnissen der digitalen Signalverarbeitung kennen die Studierenden Theorien und Verfahren, die gehörbezogen sind und deshalb in der Audiotechnik angewandt werden bzw. dort ihren Ursprung haben. Dazu gehören spezielle Analog / Digital-Umsetzer, Filter mit spezifischen Eigenschaften, der breite Bereich der Datenkompression, die Trennung von Quellsignalen und die raumbezogene Signalverarbeitung bis zur Wellenfeldsynthese. Eng damit verbunden ist die Active-Noise-Control-Technik, deren Grundlagen ebenfalls bekannt sind. Als besonders gehörbezogen kennen sie Verfahren zur Geräuschbeurteilung bis zu Hörmodellen, die die Verarbeitung akustischer Stimuli nachbilden. Technische Details aus Studiobereich runden ihren Kenntnisstand ab. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Detlef Krahé Nachweise zu Audiosignalverarbeitung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Audiosignalverarbeitung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Filterung: Filtertypen, Filterbänke, Genauigkeitsprobleme, Filtersynthese, Filterung im Frequenzbereich, Adaptive Filter Analog-Digital / Digital-Analog-Umsetzung: Abtastung, Oversampling, Quantisierung, Noiseshaping, Signa-Delta-Modulator Zeitbezogene Signalverarbeitung: Abtastratenumsetzung, Interpolationsverfahren, Pitchshifting. Timestretching, Musikalische Effekte Datenkompression: Prinzipien, Psychoakustische Effekte, Methoden, Verfahren (MP3) Signalerzeugung: Frequenzmodulation (FM-Synthese), Frequenzaddition, Frequenzsubtraktion, Modellierung: Raumbezogene Signalverarbeitung Hall und Echo, Raumimpulsantwort, Raumsimulation, Kopfbezogene Wiedergabe (HRTF) Spezielle Hardware: DSP und spezielle Schnittstellen Active Noise Control: Prinzip, Feedforward System, Feedbackward System, Ein- und zweidimensionale Systeme Gehörbezogene Signalverarbeitung: Gehörmodelle, Qualitätsmessverfahren, Qualitätskontrolle Voraussetzungen: Keine formalen Voraussetzungen. 55 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0115 Sprachsignalverarbeitung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Kenntnisse zu grundlegenden Voraussetzungen, Problemstellungen und Lösungen bei der Verarbeitung von Sprache als wichtigstem Kommunikationsmittel des Menschen werden erworben. Die Studenten sind fähig, das Modell der spezifischen Schallerzeugung als Basis für verschiedene Anwendungen wie Sprachcodierung, Sprachsynthese und Spracherkennung heranzuziehen. Die darauf abgestimmten Methoden der Signalanalyse und -verarbeitung können grundlegend angewandt werden, in gleichem Maße die statistischen Methoden in der Auswertung von Merkmalen auf höhere Ebene. Weitere erworbene Kenntnisse betreffen die Bestimmung und Verbesserung der Sprachsignalqualität in Übertragungssystemen. Die grundlegenden Theorien sind in großem Umfang auch auf andere Bereiche übertragbar. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus dem Modul „Mathematik“ . Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. D. Krahé Nachweise zu Sprachsignalverarbeitung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Sprachsignalverarbeitung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Sprachkodierung, Sprachsynthese, Spracherkennung Voraussetzungen: Keine formalen Teilnahmevoraussetzungen. Erwartet werden Kenntnisse aus dem Bereich „Mathematik“ . 56 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0093 Mehrdimensionale Signale und Systeme Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden kennen Theorie und Anwendungen der mehrdimensionalen Signal- und Systemtechnik in der Bild- und Audio-Verarbeitung sowie der computergenerierten Bilderzeugung. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Modulverantwortliche(r): Dr.-Ing. J. Velten Nachweise zu Mehrdimensionale Signale und Systeme Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Mehrdimensionale Signale und Systeme Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Lineare Abtastung, Fourierreihen, Fouriertransformation von Zahlenfolgen, z-Transformation, Abtasttheorem, lineare Transformation. Systeme: Übertragungsfunktionen, Impulsantwort, Kausalität, Differenzengleichungen, Rekonstruierbarkeit. Netzwerke Filter Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen Tomographie: Radon Transformation, Rekonstruktion. Bildverarbeitung: Kantendetektion, Graustufentransformation, Histogrameinebnung, Filterung, morphologische Operationen. Wellen Computer Graphics 57 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0056 Bildgebung und Sensorik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Es wird die Fähigkeit der mathematischen Modellierung von optischen Systemen vermittelt. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. U. Pfeiffer Nachweise zu Bildgebung und Sensorik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bildgebung und Sensorik / Optical Imaging and Sensing Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Maxwell equation and waves, Geometrical imaging / Optical elements, Focal imaging / Projection tomography, Wave imaging / Wave propagation, Diffraction / Wave analysis of optical elements, Fourier analysis of imaging, Coherent imaging / Optical coherent tomography, Radiometry, sources for imaging (optical/electronic), Thermal sources, Plank black-body-radiation, matter waves, Imaging: X-rays, optical, thermal, THz-waves, micro-waves, atmospheric absorption, Antenna theory, directivity, gain, efficiency, radiation pattern, Friis formular, pathloss / Radar equation, radar cross-section, Imaging detectors (optical/electronic) / Photoconductive/photovoltaic detectors, Square-law detectors, heterodyne receivers, resistive mixers, dristributed resistive mixers, Electronic noise, thermal noise, shot noise, 1/f noise, Imaging SNR, responsivity, noise-equivalent power, noise figure, Radar, pulsed radar, CW radar, FMCW radar, range resolution, ambiguity function, phased arrays, radar for 3D imaging, Image sampling, THz tomography, radon transformation, algorithm examples, image examples Bemerkungen: Vorlesungssprache ist: Deutsch oder English (nach Absprache) 58 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0085 Informationsverarbeitung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der modernen Informationsverarbeitung einschließlich der Quellencodierung. Sie erlangen die Fähigkeit zur Analyse komplexer Systeme. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Mathematikkenntnisse. Empfohlen wird der Besuch des Moduls Theoretische Nachrichtentechnik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. A. Kummert Nachweise zu Informationsverarbeitung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als Bestannden wenn die Übung und das Praktikum absolviert und die mündliche Prüfung bestanden wurde. I Informationsverarbeitung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (5 LP) Vorlesung/ Übung 105 h 4 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: • Übertragungskanal, Kanalkapazität • Zweitore, Reaktanzfilter • Rauschsignale • Informationstheorie, Entropie • Quellencodierung, lineare Quantisierung • ADPCM-Kodierung • Transformationskodierung • Optimalkodierung II Praktikum Informationsverarbeitung 59 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING II Praktikum Informationsverarbeitung Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Praktikum 30 h 0 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Praktische Übungen zur Vorlesungen in MATLAB mit Bericht. 60 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Software Engineering FBE0117 System- und Softwareentwicklung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Aufbau von Methodenkompetenz: Die Studierenden sind in der Lage die steigende Komplexität durch methodisches Vorgehen zu strukturieren und handhabbar zu machen. Sie verfügen unter anderem über ein ausgeprägtes Systemdenken, unterstützt durch ein modulares Vorgehensmodell. Sie verstehen die Qualitätssicherung von Software und Re-Engineering. Im Rahmen des Teampraktikums wird darüber hinaus Sozialkompetenz aufgebaut. Vertiefende Qualifikation im wissenschaftlichen Arbeiten. Voraussetzungen: Erwartet wird die Kenntnis einer Programmiersprache. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. D. Tutsch Nachweise zu System- und Softwareentwicklung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als vollständig wenn die Übung, das in der Übung enhaltende Praktikum: System- und Softwareentwicklung und die mündliche Prüfung erfolgreich absolviert wurden. I System- und Softwareentwicklung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS 61 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I System- und Softwareentwicklung Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: Komplexe Systeme: Echtzeit-, Eingebettete-, System-on-Chip, Parallele und verteilte Systeme Spezifikation und Modellierung: Quantitative Bewertung, Spezifikations-/Modellierungssprachen, StateCharts, SDL, Message Sequence Charts, Funktionsbäume, UML Hardware-Beschreibungssprachen: VHDL, Verilog Stellen-Transitionsnetze: Modelliererweiterungen, Erreichbarkeitsgraph, Algebraische Beschreibung Stochastische Grundlagen: Wahrscheinlichkeit, Zufallsvariablen, Verteilungen, Momente und Quantile Stochastische Prozesse: Markow-Prozesse, Zeitdiskrete und zeitkontinuierliche Markow-Ketten Stochastische Petri-Netze: SPN, GSPN, DSPN Simulation: Zufallszahlen, Parameterschätzung Software-Entwicklung: Lebenszyklusmodelle, Software-Modellierung, CASE-Tools IT-Recht: Urheberrecht, Lizenzen, Haftungsrecht, Online-Inhalte, Elektronische Signatur 62 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0104 Rechnernetze und Datenbanken Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Studierende erlangen grundlegende Methodenkompetenzen für weiterführende Veranstaltungen Ihres Studiums. Diese besteht in der Fähigkeit zur Auslegung von Rechnernetzen unter Echtzeitaspekten sowie der Auswahl und Auslegung einer Datenbank. Im Praktikum der Veranstaltung wird sowohl Methoden- als auch Sozialkompetenz erreicht. Es wird die Fähigkeit zur Analyse komplexer Systeme erworben. Voraussetzungen: Erwartet werden Grundzüge der Informatik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. D. Tutsch Nachweise zu Rechnernetze und Datenbanken Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich schriftlicher Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 120 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als vollständig wenn die Übung und das in der Übung enthaltene Praktikum sowie die schriftliche Prüfung erfolgreich absolviert wurden. I Rechnernetze und Datenbanken Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Rechnernetze: Einführung in Rechnernetze, Anwendungsschicht / höhere Schichten, Transportschicht, Vermittlungsschicht, Sicherungsschicht, Bitübertragungsschicht, Netzarchitekturen für Multiprozessorsysteme Datenbanken: Einführung in Datenbanken, Datenbankentwurf und ER-Modell, Relationale Schaltalgebra, Nicht-Relationale Datenbanken 63 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0057 Computer Graphics Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen vertiefende Kenntnisse über Forschung und Entwicklung im Bereich der Computer Graphics. Voraussetzungen: Fundierte Kenntnisse aus den Modulen der Mathematik und Grundlagen der Informatik und Programmierung und dem Modul Algorithmen und Datenstrukturen werden empfohlen. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. R. Möller Nachweise zu Computer Graphics Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Computer Graphics Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Einführung: Definitionen, Allgemeines Grundlagen der Computergraphik: Rasterbild-Erzeugung, Gerätearchitekturen und Hardware, Mensch-Maschine-Kommunikation Mathematische Verfahren der Computergraphik: Koordinatensysteme und Transformationen, Clipping, Hidden surface removal, Kurven und Flächen Realistische Computergraphik: Farben, Beleuchtungssimulation, Fraktale und Graphtale, Texturierung, Räumliche Darstellung Computergraphik-Anwendungen: Computer Aided Design (CAD), Graphische Standards und Normen, Graphik in der Automatisierungstechnik 64 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0147 Multimodale Mensch-Maschine-Systeme Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen vertiefende Kenntnisse über Forschung und Entwicklung im Bereich der MenschProzess-Interaktion. Sie beherrschen Methoden und kennen Systeme der Interaktion mittels Haptik, Sprache, Bewegtbild, Standbild sowie aller weiteren Modalitäten menschlicher Sensorik und Aktorik. Voraussetzungen: Mathematische Grundlagen, Kenntnisse aus den Grundlagen graphischer interaktiver Systeme, Kenntnisse aus der Vorlesung Computer Graphics sowie aus dem Modul Grundlagen der Informatik und Kenntnis einer höheren Programmiersprache werden erwartet. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. R. Möller Nachweise zu Multimodale Mensch-Maschine-Systeme Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Multimodale Mensch-Maschine-Systeme Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Seminar 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Grundbegriffe der Ergonomie, Technologie der Interaktion, Erweiterte Grundlagen graphisch interaktiver Systeme und Dialogsysteme, Technologie der Interaktion, Sichtsysteme und Visualisierung, Sprachtechnologie, Hypermedia, Biometrische Systeme, multimodale Mensch-Maschine –Systeme in der Fahrzeug- und Gerätetechnik, Augmented und Virtual Reality. 65 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0099 neering Numerische Methoden des Computational Engi- Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden verfügen über Erfahrungen mit der Parallelisierung von Algorithmen zur Lösung realistischer Problemstellungen im naturwissenschaftlichen und technischen Bereich. Sie haben einen Überblick über moderne Computerarchitekturen und sind mit Clustercomputing auch durch praktische Erfahrung vertraut. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Inhalte der Mathematik A-C-Vorlesungen werden erwartet und Inhalte der „Theoretische Elektrotechnik“ sind wünschenswert. Außerdem werden Kenntnisse in Numerischer Mathematik entsprechend dem Bachelor-Studium und Kenntnisse aus dem Modul „Vertiefung Numerik“ erwartet. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. M. Clemens Nachweise zu Numerische Methoden des Computational Engineering Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 120 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Numerische Methoden des Computational Engineering Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (5 LP) Vorlesung/ Übung 93,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Datenaustausch und Gittergenerierung, Numerische Lösungsverfahren für lineare und nichtlineare Gleichungssysteme, Lösungsmethoden für Eigenwertprobleme, Zeitschrittintegrationsverfahren für langsame und schnellveränderliche Felder, Visualisierungsverfahren. II Praktikum Numerische Methoden des Computational Engineering Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Praktikum 18,75 h 1 SWS × 11,25 h Angebot im: SS 66 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING II Praktikum Numerische Methoden des Computational Engineering Inhalte: Praktische Vertiefung des Vorlesungsstoffes. 67 Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Vertiefungsrichtung „Automotive“ Assistance and Infotainment Systems FBE0053 Audiosignalverarbeitung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Aufbauend auf den Grundkenntnissen der digitalen Signalverarbeitung kennen die Studierenden Theorien und Verfahren, die gehörbezogen sind und deshalb in der Audiotechnik angewandt werden bzw. dort ihren Ursprung haben. Dazu gehören spezielle Analog / Digital-Umsetzer, Filter mit spezifischen Eigenschaften, der breite Bereich der Datenkompression, die Trennung von Quellsignalen und die raumbezogene Signalverarbeitung bis zur Wellenfeldsynthese. Eng damit verbunden ist die Active-Noise-Control-Technik, deren Grundlagen ebenfalls bekannt sind. Als besonders gehörbezogen kennen sie Verfahren zur Geräuschbeurteilung bis zu Hörmodellen, die die Verarbeitung akustischer Stimuli nachbilden. Technische Details aus Studiobereich runden ihren Kenntnisstand ab. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Detlef Krahé Nachweise zu Audiosignalverarbeitung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Audiosignalverarbeitung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS 68 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Audiosignalverarbeitung Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: Filterung: Filtertypen, Filterbänke, Genauigkeitsprobleme, Filtersynthese, Filterung im Frequenzbereich, Adaptive Filter Analog-Digital / Digital-Analog-Umsetzung: Abtastung, Oversampling, Quantisierung, Noiseshaping, Signa-Delta-Modulator Zeitbezogene Signalverarbeitung: Abtastratenumsetzung, Interpolationsverfahren, Pitchshifting. Timestretching, Musikalische Effekte Datenkompression: Prinzipien, Psychoakustische Effekte, Methoden, Verfahren (MP3) Signalerzeugung: Frequenzmodulation (FM-Synthese), Frequenzaddition, Frequenzsubtraktion, Modellierung: Raumbezogene Signalverarbeitung Hall und Echo, Raumimpulsantwort, Raumsimulation, Kopfbezogene Wiedergabe (HRTF) Spezielle Hardware: DSP und spezielle Schnittstellen Active Noise Control: Prinzip, Feedforward System, Feedbackward System, Ein- und zweidimensionale Systeme Gehörbezogene Signalverarbeitung: Gehörmodelle, Qualitätsmessverfahren, Qualitätskontrolle Voraussetzungen: Keine formalen Voraussetzungen. 69 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0115 Sprachsignalverarbeitung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Kenntnisse zu grundlegenden Voraussetzungen, Problemstellungen und Lösungen bei der Verarbeitung von Sprache als wichtigstem Kommunikationsmittel des Menschen werden erworben. Die Studenten sind fähig, das Modell der spezifischen Schallerzeugung als Basis für verschiedene Anwendungen wie Sprachcodierung, Sprachsynthese und Spracherkennung heranzuziehen. Die darauf abgestimmten Methoden der Signalanalyse und -verarbeitung können grundlegend angewandt werden, in gleichem Maße die statistischen Methoden in der Auswertung von Merkmalen auf höhere Ebene. Weitere erworbene Kenntnisse betreffen die Bestimmung und Verbesserung der Sprachsignalqualität in Übertragungssystemen. Die grundlegenden Theorien sind in großem Umfang auch auf andere Bereiche übertragbar. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus dem Modul „Mathematik“ . Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. D. Krahé Nachweise zu Sprachsignalverarbeitung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Sprachsignalverarbeitung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Sprachkodierung, Sprachsynthese, Spracherkennung Voraussetzungen: Keine formalen Teilnahmevoraussetzungen. Erwartet werden Kenntnisse aus dem Bereich „Mathematik“ . 70 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0057 Computer Graphics Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen vertiefende Kenntnisse über Forschung und Entwicklung im Bereich der Computer Graphics. Voraussetzungen: Fundierte Kenntnisse aus den Modulen der Mathematik und Grundlagen der Informatik und Programmierung und dem Modul Algorithmen und Datenstrukturen werden empfohlen. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. R. Möller Nachweise zu Computer Graphics Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Computer Graphics Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Einführung: Definitionen, Allgemeines Grundlagen der Computergraphik: Rasterbild-Erzeugung, Gerätearchitekturen und Hardware, Mensch-Maschine-Kommunikation Mathematische Verfahren der Computergraphik: Koordinatensysteme und Transformationen, Clipping, Hidden surface removal, Kurven und Flächen Realistische Computergraphik: Farben, Beleuchtungssimulation, Fraktale und Graphtale, Texturierung, Räumliche Darstellung Computergraphik-Anwendungen: Computer Aided Design (CAD), Graphische Standards und Normen, Graphik in der Automatisierungstechnik 71 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0147 Multimodale Mensch-Maschine-Systeme Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 3/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen vertiefende Kenntnisse über Forschung und Entwicklung im Bereich der MenschProzess-Interaktion. Sie beherrschen Methoden und kennen Systeme der Interaktion mittels Haptik, Sprache, Bewegtbild, Standbild sowie aller weiteren Modalitäten menschlicher Sensorik und Aktorik. Voraussetzungen: Mathematische Grundlagen, Kenntnisse aus den Grundlagen graphischer interaktiver Systeme, Kenntnisse aus der Vorlesung Computer Graphics sowie aus dem Modul Grundlagen der Informatik und Kenntnis einer höheren Programmiersprache werden erwartet. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. R. Möller Nachweise zu Multimodale Mensch-Maschine-Systeme Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Multimodale Mensch-Maschine-Systeme Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Seminar 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Grundbegriffe der Ergonomie, Technologie der Interaktion, Erweiterte Grundlagen graphisch interaktiver Systeme und Dialogsysteme, Technologie der Interaktion, Sichtsysteme und Visualisierung, Sprachtechnologie, Hypermedia, Biometrische Systeme, multimodale Mensch-Maschine –Systeme in der Fahrzeug- und Gerätetechnik, Augmented und Virtual Reality. 72 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0093 Mehrdimensionale Signale und Systeme Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden kennen Theorie und Anwendungen der mehrdimensionalen Signal- und Systemtechnik in der Bild- und Audio-Verarbeitung sowie der computergenerierten Bilderzeugung. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Modulverantwortliche(r): Dr.-Ing. J. Velten Nachweise zu Mehrdimensionale Signale und Systeme Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Mehrdimensionale Signale und Systeme Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Lineare Abtastung, Fourierreihen, Fouriertransformation von Zahlenfolgen, z-Transformation, Abtasttheorem, lineare Transformation. Systeme: Übertragungsfunktionen, Impulsantwort, Kausalität, Differenzengleichungen, Rekonstruierbarkeit. Netzwerke Filter Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen Tomographie: Radon Transformation, Rekonstruktion. Bildverarbeitung: Kantendetektion, Graustufentransformation, Histogrameinebnung, Filterung, morphologische Operationen. Wellen Computer Graphics 73 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0166 Theoretische Nachrichtentechnik ET Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 7 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 210 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden beherrschen die Prinzipien der stochastischen Signaltheorie und können diese auf nachrichtentechnische Probleme anwenden. Es wird die Fähigkeit der mathematischen Modellierung gesteigert. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Mathematikkenntnisse. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Anton Kummert Nachweise zu Theoretische Nachrichtentechnik ET Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (2-mal wiederholbar ) I Prüfungsdauer: 180 min. Dauer Nachgewiesene LP: 7 Nachweis für: ganzes Modul Theoretische Nachrichtentechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Begriffe der Wahrscheinlichkeitstheorie, Definition der Wahrscheinlichkeit, Zufallsvariable, Verteilungs- und Dichtefunktion, Erwartungswerte, Momente, Verteilungen, Transformation von Zufallsvariablen, Charakteristische Funktion - Informationstheorie, Informationsgehalt, Erwartungswert des Informationsgehaltes, Entscheidungsgehalt, Redundanz - Statistik, Stichprobenverteilungen, lineareSchätzer - Korrelationsfunktionen deterministischer Signale, Energiesignale, Leistungssignale, Periodogramm -Stochastische Signale, Verteilungs- und Dichtefunktion, Erwartungsfunktion, Kovarianzfunktion, stationäre Prozesse, physikalische Interpretation stochastischer Prozesse, lineare stochastische Prozesse - Schätzung der Korrelationsfunktion - Spektralanalyse deterministischer, zeitdiskreter Signale (DFT), periodische zeitdiskrete Signale, Folgen endlicher Länge, FFT, Fensterung - Spektralschätzung bei diskreten stochastischen Signalen, nichtparametrische Methoden zur Spektralanalyse, parametrische Methoden, Prewithening, Minimum-MSE-Analyse, nichtkausales WienerFilter, kausales Wiener-Filter, Signaldetektion im Rauschen, Prädiktionsfilter, nichtrekursives (FIR) Wiener-Filter. Verkehrstheorie. II Praktikum zur Theoretischen Nachrichtentechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Praktikum 18,75 h 1 SWS × 11,25 h 74 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING II Praktikum zur Theoretischen Nachrichtentechnik Angebot im: WS Inhalte: Praktikum zur Vorlesung „Theoretische Nachrichtentechnik“ 75 (Fortsetzung) Stand: 22. April 2015 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0138 Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Studierende erlernen die Analyse und das Design von integrierten Schaltungen auf Chip-Ebene. Insbesondere die Implementierung von Hochfrequenzsystemen in der Kommunikationstechnik. Voraussetzungen: Empfohlen wird die erfolgreiche Teilnahme an dem Modul „Hochfrequenzsysteme“ . Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. U. Pfeiffer Nachweise zu Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen in der Kommunikationstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Review of MOS and BJT technologies for high-speed applications, FET small-signal model, important device parameters, transconductance, unity-gain-frequency, bipolar small-signal model, bipolar unity-gain-frequency, high-speed amplifiers and two-port design, RLC-networks, Q-factors, tuned amplifiers, general properties of twoport networks, two-port networks, S Y H G parameters, input/output Admittance of two-ports, series feedback, course work introduction, power gain definitions, stability, k-factor, circuit design project description, simultaneous conjugated match, maximum power gain definitions, Cadence software introduction, impedance matching networks, L-Sections, T-Sections, Pi-Sections, harmonic distortion, project work, inter-modulation distortion, distortion, HD2, HD3, THD, IM2, IM3, IP2, IP3, P1dB, BJT example, electronic noise, Johnson-noise, Spot-Noise, available-noise power, Shot-noise, BJT/FET equivalent noise model, SNR, noise-figure, noise-factor, NF, BJT noise sources, optimum source resistance, Fmin, BJT NF, noise correlation, FET noise figure, design of LNA, mixer, image problem/rejection, direct conversion, I/Q-modulators. Bemerkungen: Die Lehrveranstaltung findet in englischer Sprache statt. 76 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0087 Komponenten für Mobilfunksysteme Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden beherrschen die Prinzipien der Übertragungstechnik über Mobilfunkkanäle. Sie erlangen einen umfassenden Überblick über heutige Mobilfunkstandards, sowie über den Aufbau der zugehörigen, hochintegrierten Systemkomponenten. Sie erwerben spezielle Kenntnisse über die Funktion sowie den Entwurf von Mobilfunkkomponenten. Die Studierenden erlangen außerdem vertiefende Kenntnisse, die zu einer Tätigkeit in Forschung und Entwicklung befähigen. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus dem Modul „Mathematik“ . Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. D. Brückmann Nachweise zu Komponenten für Mobilfunksysteme Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 40 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Komponenten für Mobilfunksysteme Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Vorlesung/ Übung 30 h 0 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Die Vorlesung vermittelt weitergehende Kenntnisse über den Aufbau, die Funktion und den Einsatz von mobilen Systemen. Hierbei werden insbesondere die verschiedenen Komponenten betrachtet, aus denen die entsprechenden Geräte und Systeme aufgebaut sind. Folgende Themengebiete werden hierbei angesprochen Mobilfunkgrundlagen: Anforderungen und Störgrößen in mobilen Systemen, Nichtlinearitäten, Rauschen, Gleich- und Nachbarkanalstörungen Empfindlichkeit und Dynamikbereich Überblick über heutige Mobilfunkstandards und den zugehörigen Komponenten Architekturkonzepte und Aufbau von Transceivern Funktionsblöcke des HF-Front-Ends Realisierung von schnellen A/D- und D/A-Wandlern Digitale Signalverarbeitung nach der A/D-Wandlung, Algorithmen und Realisierung Das Konzept des Software Defined Radios 77 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0117 System- und Softwareentwicklung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Aufbau von Methodenkompetenz: Die Studierenden sind in der Lage die steigende Komplexität durch methodisches Vorgehen zu strukturieren und handhabbar zu machen. Sie verfügen unter anderem über ein ausgeprägtes Systemdenken, unterstützt durch ein modulares Vorgehensmodell. Sie verstehen die Qualitätssicherung von Software und Re-Engineering. Im Rahmen des Teampraktikums wird darüber hinaus Sozialkompetenz aufgebaut. Vertiefende Qualifikation im wissenschaftlichen Arbeiten. Voraussetzungen: Erwartet wird die Kenntnis einer Programmiersprache. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. D. Tutsch Nachweise zu System- und Softwareentwicklung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als vollständig wenn die Übung, das in der Übung enhaltende Praktikum: System- und Softwareentwicklung und die mündliche Prüfung erfolgreich absolviert wurden. I System- und Softwareentwicklung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS 78 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I System- und Softwareentwicklung Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Inhalte: Komplexe Systeme: Echtzeit-, Eingebettete-, System-on-Chip, Parallele und verteilte Systeme Spezifikation und Modellierung: Quantitative Bewertung, Spezifikations-/Modellierungssprachen, StateCharts, SDL, Message Sequence Charts, Funktionsbäume, UML Hardware-Beschreibungssprachen: VHDL, Verilog Stellen-Transitionsnetze: Modelliererweiterungen, Erreichbarkeitsgraph, Algebraische Beschreibung Stochastische Grundlagen: Wahrscheinlichkeit, Zufallsvariablen, Verteilungen, Momente und Quantile Stochastische Prozesse: Markow-Prozesse, Zeitdiskrete und zeitkontinuierliche Markow-Ketten Stochastische Petri-Netze: SPN, GSPN, DSPN Simulation: Zufallszahlen, Parameterschätzung Software-Entwicklung: Lebenszyklusmodelle, Software-Modellierung, CASE-Tools IT-Recht: Urheberrecht, Lizenzen, Haftungsrecht, Online-Inhalte, Elektronische Signatur 79 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0085 Informationsverarbeitung Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der modernen Informationsverarbeitung einschließlich der Quellencodierung. Sie erlangen die Fähigkeit zur Analyse komplexer Systeme. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Mathematikkenntnisse. Empfohlen wird der Besuch des Moduls Theoretische Nachrichtentechnik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. A. Kummert Nachweise zu Informationsverarbeitung Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als Bestannden wenn die Übung und das Praktikum absolviert und die mündliche Prüfung bestanden wurde. I Informationsverarbeitung Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (5 LP) Vorlesung/ Übung 105 h 4 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: • Übertragungskanal, Kanalkapazität • Zweitore, Reaktanzfilter • Rauschsignale • Informationstheorie, Entropie • Quellencodierung, lineare Quantisierung • ADPCM-Kodierung • Transformationskodierung • Optimalkodierung II Praktikum Informationsverarbeitung 80 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING II Praktikum Informationsverarbeitung Stand: 22. April 2015 (Fortsetzung) Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (1 LP) Praktikum 30 h 0 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Praktische Übungen zur Vorlesungen in MATLAB mit Bericht. 81 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0149 Organic Electronics Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Veranstaltung vermittelt einen Überblick zu organischen Halbleitern sowie der organischen Elektronik im Allgemeinen. Es werden grundlegende Kenntnisse bezüglich elektrischer und optischer Vorgänge in organischen Materialien übermittelt. Aufbauend erlangen die Studierenden vertiefte Kenntnisse über die Funktionsweise wichtiger Bauelemente, wie der organischen Leuchtdiode, organischer Transistoren und organischer Solarzellen. Ergänzend wird die Technologie organischer Bauelemente vorgestellt und experimentell vertieft. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse aus Werkstoffe und Grundschaltungen. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Thomas Riedl Nachweise zu Organic Electronics Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Organic Electronics Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Grundlagen organischer Halbleiter - Organische Materialien (Polymere, Oligomere, Dendrimere, kleine Moleküle) - Merkmale organischer Halbleiter - Optische Eigenschaften - Elektrische Eigenschaften Technologische Aspekte - Herstellung dünner Filme - Vakuumprozessierung/Druckverfahren Funktionsweise organischer Bauelemente - Organische Transistoren - Organische Speicher - Großflächige Elektronik - Photovoltaik - Organische Leuchtdioden OLEDs für Allgemeinbeleuchtung und Displays - Organische Laser Marktaussichten für organische Bauelemente 82 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING Sensors and Drives FBE0106 Regelungstheorie Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden beherrschen den Reglerentwurf im Zustandsraum und ihnen sind die Grundlagen der Stabilitätstheorie nichtlinearer Systeme bekannt. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik und der Regelungstechnik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. B. Tibken Nachweise zu Regelungstheorie Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 120 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Regelungstheorie Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Zustandsraum, Optimalregler, nichtlineare Systeme, harmonische Balance, Lyapunovsche Stabilitätstheorie. 83 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0098 Nichtlineare Regelungssysteme Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen vertiefte Kenntnisse aus den Bereichen Regelungs-, Antriebstechnik, Mikrosystemtechnik, elektrische Energiesysteme und Prozessinformatik. Vermittlung von Methodenkompetenz zur Auslegung von Automatisierungssystemen. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik und der Regeleungstechnik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. B. Tibken Nachweise zu Nichtlineare Regelungssysteme Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Nichtlineare Regelungssysteme Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Basierend auf der Vorlesung Regelungstechnik werden spezielle Probleme der Regelungstechnik, insbesondere nichtlineare Regelungssysteme untersucht. Analyse von nichtlinearen Systemen: Beobachtbarkeit, Stabilität Reglerentwurfsverfahren für nichtlineare Systeme: Control-Lyapunov-Funktionen, Exakte Linearisierung, Flachheitsbasierte Regler, Backstepping Beobachterentwurf für nichtlineare SystemeMathematische Hilfsmittel: Lie-Reihe, Lineare Matrixungleichungen (LMI), Summe-von-Quadraten (sos-Polynome) 84 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0100 Optimierungsmethoden der Regelungstechnik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen tiefgehende Kenntnisse aus den Bereichen Regelungs-, Antriebstechnik, Mikrosystemtechnik, elektrische Energiesysteme und Prozessinformatik. Es werden Methodenkompetenzen zur Auslegung von Automatisierungssystemen vermittelt. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik und der Regelungstechnik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. B. Tibken Nachweise zu Optimierungsmethoden der Regelungstechnik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Optimierungsmethoden der Regelungstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Optimierungsmethoden der Regelungstechnik, robuste Regler, verifizierte Berechnung robuster Regler. Lokale Methoden: Notwendige und hinreichende Bedingungen, Iterative Algorithmen, Newtonverfahren, Abstiegsrichtungen, Schrittweitenregeln, Optimale Schrittweite, Armijoregel mit Aufweitung, Anwendung auf quadratische Funktionen, Automatische Differentiation, Motivation, Berechnung Globale Methode: Intervallarithmetik, Motivation, Arithmetik, naive Intervallerweiterung, Mittelpunktregel, Sekantenregel, Optimierungsalgorithmus, Algorithmus, Gradiententest, Konvexitätstest, Intervall-Newton-Verfahren, Garantierte Parameterschätzung, Lineare und Polynomiale Optimierung Variationsrechnung: Optimal Control 85 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0097 Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Verständnis fachübergreifender Aspekte der Mechanik, Elektrotechnik, Chemie und Mathematik und deren Anwendung für: (1) Sensorik/Aktorik auf Si-Basis und (2) Polymer-Materialien für alternative Fertigungstechnologien und Bauelement-Konzepte Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. H.-C. Scheer Nachweise zu Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere) Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Mechanik in der Elektronik (Sensoren, Polymere Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Anwendungsfelder, Grundbegriffe und Abgrenzungen Mechanische Grundlagen: Spannungstensor, Deformationstensor, Index-Notation, elastische Materialeigenschaften, Vektordarstellung des Spannungs-Dehnungs- Zusammenhangs Mikromechanik für kristalline Materialien (Si) bei kleiner Deformation: Anisotrope Materialeigenschaften/Materialkonstanten, Richtungskosinus-Transformation, Schalentheorie zur Beschreibung von Membranen/Zungen, piezoresistiver Effekt, Volumen-Mikromechanik: anisotropes Nassätzen, Beispiel Druck-/Beschleunigungssensor, Oberflächen-Mikromechanik: Opferschichttechnik, Beispiel Projektionsdisplays Mikromechanik für Polymere (PS, PMMA, PDMS) bei großer Deformation: Isotrope Materialeigenschaften, Dehnverhältnis bei großer Deformation, Temperatur- und MolekulargewichtsAbhängigkeit der elastischen Eigenschaften, Thermoplastische Materialien: Zeit-Temperatur-Äquivalenz, Beispiel Nanoimprint, Elastomere Materialien: Netzwerks-Theorien/-Eigenschaften, Beispiel PDMS-Einsatz 86 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0067 Elektromagnetische Aktoren Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Der Student besitzt nach Abschluss der Veranstaltung vertiefte Kenntnisse über den Aufbau, die grundlegende Berechnung und die Anwendung elektromagnetischer Aktoren. Es werden sowohl Grundlagen über gängige Arten von Aktoren wie Synchron-, Asynchron- und Gleichstrommaschinen, als auch spezielle Kenntnisse zu Sonderformen wie Linear oder Piezoaktoren vermittelt. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. S. Soter Nachweise zu Elektromagnetische Aktoren Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Elektromagnetische Aktoren Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Industrielle Aktoren: elektrische Antriebe im Kfz, Servoantriebe mit hoher Dynamik; Elektromagnetische Aktoren: elektronisch kommutierte (EC-) BLDC-Aktoren, Schrittmotoren, Drehfeldmaschinen, Linearaktoren, Einsatz von Komposit-Materialien (SMC, ...); Normen und Richtlinien: CE-Richtlinien, EMV, Sicherheit, Netzrückwirkungen; spezielle Regelverfahren für elektrische Aktoren: sensorlose Antriebskonzepte, Prädiktive Regelung, Fuzzy Control. 87 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0155 Leistungselektronik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden haben nach Abschluss des Moduls ein umfangreiches Wissen über den Aufbau und das Schaltverhalten von Leistungshalbleitern. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf dem funktionalen Verständniss und dem praktischen Einsatz in leistungselektronischen Schaltungen. Ferner besitzen die Studierenden ein umfangreiches Grundlagenwissen, was die wesentlichen Einsatzgebiete der Leistungselektronik, wie Gleichrichten, Wechselrichten, Umrichten und die zugehörige Ansteuerung und Regelung, umfasst. Die Studierenden sind somit in der Lage grundlegende leistungselektronische Schaltungen zu entwickeln und zu dimensionieren. Voraussetzungen: Erwartet werden Kenntnisse aus den Modulen elektronische Bauelemente, Grundlagen der Elektrotechnik I, II und III. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Soter Nachweise zu Leistungselektronik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Leistungselektronik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: • Bauelemente der Leistungselektronik und deren Aufbau und Funktion • Ansteuerung von Leistungshalbleitern • Stromübergang zwischen Ventilen • Grundschaltungen der Leistungselektronik • Regel und Steuerverfahren • Schaltnetzteile • Einsatzgebiet: Photovoltaik und Windkraft 88 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0088 Lasermesstechnik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden erlangen ein grundlegendes Verständnis der Erzeugung, Manipulation und Detektion von Laserstrahlung. Sie kennen wichtige Messmethoden, z.B. zur Entfernungs- oder Geschwindigkeitsbestimmung, und sind in der Lage, sie experimentell zu realisieren und im Hinblick auf die erzielbare Genauigkeit zu bewerten. Ferner kennen sie Modelle der Laserstrahlung und der darin enthaltenen Information. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse der Höheren Mathematik. Modulverantwortliche(r): Dr. rer. nat. Albrecht Brockhaus Nachweise zu Lasermesstechnik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Sammelmappe mit Begutachtung einschließlich mündlicher Prüfung (uneingeschränkt ) Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bemerkungen: Die Sammelmappe gilt als vollständig, wenn die Übung und das in der Übung enhaltene Praktikum: Lasermesstechnik erfolgreich absolviert und die mündliche Prüfung bestanden wurde. I Lasermesstechnik Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS Inhalte: Es werden Grundlagen und aktuelle Anwendungen der Lasermesstechnik besprochen. Einige Methoden, vorwiegend aus dem Bereich Automotive, sollen in einem begleitenden Praktikum exemplarisch untersucht werden. Themenübersicht: Grundlagen des Lasers, Technische Optik, Strahlungsdetektoren, Entfernungsmessung durch Triangulation und Laufzeitmessung, Laser-Doppler 89 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0056 Bildgebung und Sensorik Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Es wird die Fähigkeit der mathematischen Modellierung von optischen Systemen vermittelt. Die Studierenden erlangen vertiefende Kenntnisse für Forschung und Entwicklung. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. U. Pfeiffer Nachweise zu Bildgebung und Sensorik Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Bildgebung und Sensorik / Optical Imaging and Sensing Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Maxwell equation and waves, Geometrical imaging / Optical elements, Focal imaging / Projection tomography, Wave imaging / Wave propagation, Diffraction / Wave analysis of optical elements, Fourier analysis of imaging, Coherent imaging / Optical coherent tomography, Radiometry, sources for imaging (optical/electronic), Thermal sources, Plank black-body-radiation, matter waves, Imaging: X-rays, optical, thermal, THz-waves, micro-waves, atmospheric absorption, Antenna theory, directivity, gain, efficiency, radiation pattern, Friis formular, pathloss / Radar equation, radar cross-section, Imaging detectors (optical/electronic) / Photoconductive/photovoltaic detectors, Square-law detectors, heterodyne receivers, resistive mixers, dristributed resistive mixers, Electronic noise, thermal noise, shot noise, 1/f noise, Imaging SNR, responsivity, noise-equivalent power, noise figure, Radar, pulsed radar, CW radar, FMCW radar, range resolution, ambiguity function, phased arrays, radar for 3D imaging, Image sampling, THz tomography, radon transformation, algorithm examples, image examples Bemerkungen: Vorlesungssprache ist: Deutsch oder English (nach Absprache) 90 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0187 Elektromobilität Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 2. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: • Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse der Fahrzeugtopologien und der Antriebssysteme von Elektro- und Hybridfahrzeugen. • Sie verstehen das systematische Zusammenwirken der einzelnen Komponenten und können Betriebspunkte einzelner Antriebskomponenten rechnerisch bestimmen. • Des Weiteren verstehen die Studierenden die Grundlagen elektrochemischer Reaktionen sowie den Aufbau moderner Batterie- und Brennstoffzellensysteme. • Sie besitzen grundlegende Kenntnisse unterschiedlicher Netzanbindungssysteme. • Die Studierenden sind in der Lage unterschiedliche Fahrzeugkonzepte für verschiedene Einsatzgebiete zu bewerten. • Grundlagen bereits eingesetzter und potentieller Geschäftsmodelle für Elektrokraftfahrzeuge sind ihnen ebenfalls bekannt. Voraussetzungen: Erwartet werden gute Kenntnisse in den Grundlagen der Elektrotechnik I, II und III. Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Benedikt Schmülling Nachweise zu Elektromobilität Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Schriftliche Prüfung (Klausur) (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 120 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Elektromobilität Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: SS 91 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING I Elektromobilität (Fortsetzung) Inhalte: • Rahmenbedingungen/Definitionen der Elektromobilität • Fahrzeug- und Mobilitätskonzepte • Antriebskonzepte und Antriebstechnologien - Elektrofahrzeuge - Hybridfahrzeuge - Antriebsstrang - elektrische Maschinen - Leistungselektronik für Antriebsumrichter • elektrochemische Energiespeicherung und elektrochemische Energiewandlung • Bordkomponenten • Ladekonzepte und Ladeinfrastrukturen - konduktive Ladesysteme - induktive Ladesysteme - Strategien zur Netzanbindung • Normen und Anwendungsregeln • Geschäftsmodelle für die Elektromobilität 92 Stand: 22. April 2015 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0156 Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird semesterweise angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 3. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen nach Abschluss der Veranstaltung ein umfangreiches Wissen über die Anwendung von Mikrocomputern insbesondere Mikrocontrollern in der Antriebstechnik. Dies umfasst sowohl den hardwareseitigen Aufbau von Schaltungen mit Mikrocontrollern als auch die Programmierung von Gesamtsystemen. Ein Schwerpunkt liegt in der Ansteuerung der Leistungselektronik und der Umsetzung von Regelungsstrukturen für Antriebssysteme in Mikrocomputern. Voraussetzungen: Grundlegende Programmierkenntnisse in C werden dringend empfohlen. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Soter Nachweise zu Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (2-mal wiederholbar ) I Prüfungsdauer: 45 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Mikrocomputer in Aktoren und Antrieben Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Wahlpflicht (6 LP) Vorlesung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: • Aufbau von Mikrocontrollerschaltungen • Besonderheiten bei der Programmierung von eingebetteten Systemen • Grundlegende Ein-/Ausgabe-Funktionalitäten • Interrupts • Serielle und parallele Busse • Analog/Digital-Wandlung • Digitale Filterung von Messgrößen und Signalen • Anwendungen in Antriebssystemen • Echtzeitsysteme • Feldbussysteme 93 Stand: 22. April 2015 M ODULHANDBUCH DES S TUDIENGANGS M. S C . E LECTRICAL E NGINEERING FBE0196 Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Stellung im Studiengang: Wahlpflicht Das Modul erstreckt sich über 1 Semester. Workload: Das Modul wird jährlich angeboten. 6 LP Stellung der Note: 6/120 Das Modul sollte im 1. Semester begonnen werden. 180 h Lernergebnisse / Kompetenzen: Die Studierenden besitzen einen umfassenden Überblick über verschiedene Topologien zur Versorgung elektronischer Schaltungen und Systeme. Sie haben ein tiefgehendes Verständnis über den Aufbau und die Funktionsweise linearer und getakteter Stromversorgungen und sind in der Lage, für verschiedene Einsatzwecke die richtige Topologie auszuwählen und auszulegen. Voraussetzungen: Kenntnisse aus den Modulen zur Mathematik, Grundlagen der Elektrotechnik I, II, Mess- und Schaltungstechnik sowie der Regelungstechnik werden erwartet. Modulverantwortliche(r): Univ.-Prof. Dr.-Ing. S. Butzmann Nachweise zu Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Modulabschlussprüfung Art des Nachweises: Mündliche Prüfung (uneingeschränkt ) I Prüfungsdauer: 30 min. Dauer Nachgewiesene LP: 6 Nachweis für: ganzes Modul Entwurf von Stromversorgungsschaltungen Stellung im Modul: Lehrform: Selbststudium: Kontaktzeit: Pflicht (6 LP) Vorlesung/ Übung 123,75 h 5 SWS × 11,25 h Angebot im: WS Inhalte: Lineare Spannungsregler, Spannungsversorgungen mit geschalteten Kapazitäten, Topologien induktiver Schaltwandler, Magnetkreisauslegung, Stabilitätsberechnung von Schaltwandlern, leistungselektronische Bauelemente. 94