Hermann Hinsch

Elektronik

Ein Werkzeug für Naturwissenschaftler

• Broschiertes Buch

Produktbeschreibung

Die Elektronik ist in der modernen Experimentier- und Meßtechnik zu einem unentbehrlichen Hilfsmittel geworden. Eine wichtige Voraussetzung für den richtigen und sinnvollen Einsatz der vorhandenen elektronischen Einrichtungen sind gute Kenntnisse zumindest der grundlegenden Prinzipien der eingesetzten Geräte, die durch die Mikroprozessortechnik immer vielfältiger und von der Bedienung her anspruchsvoller werden. Darüber hinaus müssen Naturwissenschaftler für die Entwicklung neuer elektronischer Verfahren in der Experimentierpraxis entsprechende Grundkenntnisse besitzen. Das vorliegende Buch ist aus einer Vorlesung für Physikstudenten an der Universität Heidelberg hervorgegangen, die angehenden Physikern das erdorderliche Wissen in der Elektronik vermittelt.

Produktdetails

• Verlag: Springer / Springer Berlin Heidelberg / Springer, Berlin
• Artikelnr. des Verlages: 978-3-540-61360-2
• 1996.
• Seitenzahl: 304
• Erscheinungstermin: 6. September 1996
• Deutsch
• Abmessung: 235mm x 155mm x 17mm
• Gewicht: 446g
• ISBN-13: 9783540613602
• ISBN-10: 3540613609
• Artikelnr.: 06634940

Inhaltsangabe

1. Grundbegriffe der Systemtheorie.- 1.1 LTI-Systeme.- 1.2 Deltafunktion, Impulsantwort, Faltung.- 1.3 Sprungfunktion, Sprungantwort.- 1.4 Fouriertransformation, Übertragungsfunktion.- 1.5 Laplacetransformation.- 1.6 Beispiele.- 1.6.1 RC-Tiefpaß.- 1.6.2 CR-Hochpaß.- 1.6.3 LC-Tiefpaß.- 1.6.4 Kompensierter Spannungsteiler.- 2. Vierpole.- 2.1 Grundbegriffe der Vierpoltheorie.- 2.1.1 Matrixdarstellung.- 2.1.2 Übertragungseigenschaften.- 2.2 Leitungen.- 2.2.1 Unendlich lange Leitungen.- 2.2.2 Leitungen endlicher Länge.- 2.2.3 Impulse auf Leitungen.- 3. Halbleiterbauelemente.- 3.1 Der reine und dotierte Halbleiter.- 3.2 Der pn-Übergang.- 3.3 Dioden.- 3.3.1 pn-Dioden.- 3.3.2 Dioden als Gleichrichter.- 3.3.3 Spezielle Dioden.- 3.4 Bipolare Transistoren.- 3.4.1 Emitter-Schaltung.- 3.4.2 Kollektor-Schaltung.- 3.4.3 Basis-Schaltung.- 3.4.4 Grenzwerte des Transistors.- 3.4.5 Transistor als Schalter.- 3.5 Feldeffekttransistoren.- 3.5.1 Sperrschicht-FET.- 3.5.2 MOSFET.- 3.5.3 Leistungs-MOSFETs.- 3.6 Spezielle Leistungshalbleiter.- 3.6.1 Thyristoren.- 3.6.2 Triac.- 4. Schaltungen mit Transistoren.- 4.1 Verstärker mit bipolaren Transistoren.- 4.1.1 Arbeitspunkteinstellung.- 4.1.2 Schaltungsverbesserung durch Gegenkopplung.- 4.1.3 Differenzverstärker.- 4.2 Verstärker mit Feldeffekttransistoren.- 4.2.1 Arbeitspunkteinstellung.- 4.3 Leistungsverstärker.- 4.4 Konstantstromquellen.- 5. Operationsverstärker.- 5.1 Eigenschaften des Operationsverstärkers.- 5.2 Einfache Verstärkerschaltungen.- 5.2.1 Nichtinvertierender Verstärker.- 5.2.2 Invertierender Verstärker.- 5.2.3 Stabilität von Verstärkerschaltungen.- 5.2.4 Sprungantwort bei geringer Phasenreserve.- 5.2.5 Frequenzgangkorrektur.- 5.2.6 Betrieb bei kapazitiver Belastung.- 5.3 Anwendungen des Operationsverstärkers.- 5.3.1 Komparator.- 5.3.2 Spannungsfolger.- 5.3.3 Addierer.- 5.3.4 Differenzverstärker, Instrumentenverstärker.- 5.3.5 Gesteuerte Spannungs- und Stromquellen.- 5.3.6 Gyrator.- 5.3.7 Integrator.- 5.3.8 Spitzenwertdetektor.- 5.3.9 Vollweggleichrichter.- 5.4 Aktive Filter.- 5.4.1 Prinzipieller Entwurf von Filterschaltungen.- 5.4.2 Tiefpaß-Hochpaß-Transformation.- 5.4.3 Realisierung von aktiven Filtern.- 6. Regelung.- 6.1 Lineare Regler.- 6.1.1 Statisches Verhalten.- 6.1.2 Dynamisches Verhalten.- 6.1.3 Stabilität eines Regelkreises.- 6.1.4 Lineare Übertragungsglieder.- 6.1.5 Regelstrecken und Regler.- 6.1.6 P-Regler.- 6.1.7 PI-Regler.- 6.1.8 PD-Regler.- 6.1.9 PID-Regler.- 6.2 Nichtlineare Regelstrecken.- 6.3 Nichtstetige Regelung.- 6.4 Beispiel einer Regelung: Niveauregelung.- 7. Netzgeräte.- 7.1 Längsregler.- 7.2 Schaltregler.- 7.2.1 Durchflußwandler.- 7.2.2 Sperrwandler.- 7.2.3 Beispiel für einen Primärregler.- 8. Analoge Signalübertragung.- 8.1 Modulation.- 8.1.1 Amplitudenmodulation (AM).- 8.1.2 Frequenz- und Phasenmodulation.- 8.1.3 Einfluß von Störungen bei AM, PhM und FM.- 8.2 Mischung.- 9. Rauschen.- 9.1 Rauschquellen.- 9.1.1 Rauschen im thermischen Gleichgewicht.- 9.1.2 Rauschen im thermischen Nichtgleichgewicht.- 9.2 Kenngrößen rauschender Systeme.- 9.2.1 Rauschtemperatur, äquivalenter Rauschwiderstand.- 9.2.2 Rauschzahl, noise figure.- 9.2.3 Rauschersatzschaltung eines Systems.- 9.3 Rauschen von aktiven Bauteilen.- 9.3.1 Rauschen des bipolaren Transistors.- 9.3.2 Rauschen des Feldeffekttransistors.- 9.3.3 Rauschen des Operationsverstärkers.- 9.4 Korrelation.- 9.5 Methoden zur Rauschbefreiung.- 9.5.1 Korrelationsverfahren.- 9.5.2 Lock-in-Verfahren.- 9.5.3 Boxcar-Integrator.- 10. Optoelektronik.- 10.1 Strahlungsdetektoren.- 10.1.1 Fotovervielfacher.- 10.2 Halbleiterfotodetektoren.- 10.2.1 Fotoleiter.- 10.2.2 Fotodiode.- 10.2.3 Fototransistor.- 10.2.4 Rauschverhalten von Fotodetektoren.- 10.3 Bildaufnahmeeinheiten.- 10.3.1 Das XY-Konzept (MOS-XY-Sensor).- 10.3.2 Das Interline-Konzept (IL-Sensor).- 10.3.3 Das Frame-Transfer-Konzept (FT-Sensor).- 10.4 Solarzellen.- 10.5 Halbleiterstrahlungsquellen.- 10.5.1 Lumineszenzdioden (LED = Light Emitting Diode).- 10.5.2 Optokoppler.- 10.5.3 Halbleiterlaser (Laserdioden).- 10.6 Flüssigkristallanzeigen.- 10.7 Lichtleiter, Glasfaser.- 10.7.1 Eigenschaften und charakteristische Daten.- 11. Digitale Schaltungen.- 11.1 Die logischen Grundfunktionen.- 11.1.1 Die Rechenregeln der Schaltalgebra.- 11.1.2 Wahrheitstafel ? logische ? Gleichung Schaltbild.- 11.1.3 Abgeleitete Grundfunktionen.- 11.2 Technische Realisierung der Grundfunktionen.- 11.2.1 Wichtige Gattereigenschaften.- 11.2.2 Verbesserung der Standard-TTL-Technologie.- 11.2.3 Emittergekoppelte Logik (ECL).- 11.2.4 Komplementäre MOS-Logik (CMOS).- 11.2.5 Spezielle Ausgangsschaltungen.- 11.3 Beispiele für logische Schaltungen.- 11.3.1 Addition von Dualzahlen.- 11.3.2 Komparator.- 11.3.3 Paritätsbitgenerator.- 11.4 Digitale Schaltwerke.- 11.4.1 Flip-Flops.- 11.4.2 Binärzähler.- 11.4.3 Schieberegister.- 11.4.4 Einige Beispiele.- 11.5 Digitale Speicher.- 11.5.1 Schreib-Lese-Speicher.- 11.5.2 Festwertspeicher.- 11.5.3 Serielle Speicher.- 11.5.4 Programmierbare Logikbausteine.- 11.5.5 Der Halbleitermarkt.- 12. Digitale Signalübertragung.- 12.1 Abtastung, Abtasttheorem.- 12.1.1 Quantisierungsrauschen.- 12.2 Pulsmodulation (PM).- 12.3 Abtast-Halte-Schaltungen.- 12.4 Analog-Digital-Wandler (ADC).- 12.4.1 Parallelverfahren = Flash-ADC.- 12.4.2 Wägeverfahren = sukzessive Annäherung.- 12.4.3 Zählverfahren.- 12.5 Digital-Analog-Wandler (DAC).- 12.5.1 Kenngrößen bei AD- und DA-Wandlern.- 12.5.2 Delta-Sigma-Wandler.- 13. Mikroprozessoren.- 13.1 Prinzip des CISC-Mikroprozessors.- 13.2 Der Mikroprozessor 68000.- 13.2.1 Registersatz.- 13.2.2 Befehlssatz.- 13.2.3 Adressierungsarten.- 13.2.4 Direkte Adressierung.- 13.2.5 Indirekte Adressierung.- 13.2.6 Unterprogramme, der Stack.- 13.2.7 Programmbeispiele.- 13.2.8 Hardware des 68000.- 13.3 Ein/Ausgabe-Bausteine.- 13.3.1 Parallele Schnittstelle.- 13.3.2 Serielle Schnittstelle.- 13.4 Die 680X0-Familie.- 13.4.1 68010.- 13.4.2 68020.- 13.4.3 68030, 68040, 68060.- 13.5 Die Intel-Mikroprozessoren 80X86.- 13.5.1 8086.- 13.5.2 80386.- 13.5.3 80486 und Pentium (80586).- 13.6 Prinzip des RISC-Prozessors.- 13.6.1 Der PowerPC.- 14. Anhang.- 14.1 Der Operationsverstärker 741.- Weiterführende Literatur.