Schaltungstechnik

Übungen
Zur Vertiefung des dargebotenen Inhalts und der nachfolgenden Übungsaufgaben
werden auf der CD-Rom im Anhang Experimente angeboten, die mit Orcad-Lite/
PSpice Version 9.2 bzw. 10.0 ausführbar sind. Ein Teil der Experimente ist auch
mit SystemVision auf Basis der Hardwarebeschreibungssprache VHDL-AMS ausführbar.
Für jedes dieser Experimente steht in einem Verzeichnis ein gebrauchsfertiger
„Experiment-Workspace“-Datensatz zur Verfügung. Die Experimente sind
gleichsam „Bausätze“ von Testschaltungen, die mit einem virtuellen Elektroniklabor,
gegeben durch Orcad-Lite/PSpice bzw. SystemVision, untersucht und weitergehend
verifiziert werden können. Die Simulationstechnik ist heute soweit
fortgeschritten, dass die „Messergebnisse“ des virtuellen Elektroniklabors sehr gut
mit den realen Messergebnissen übereinstimmen, sofern die den Experimenten
zugrundeliegenden Modelle hinreichend genau sind. Der Leser soll angeregt werden,
sich selbst weitergehende „Sichten“ bei der Ausführung der Experimente zur
vertieften Erarbeitung des Stoffes zur analogen und gemischt analog/digitalen
Schaltungstechnik, zu verschaffen. Die Experimente mögen helfen, schneller zu
brauchbaren und diskussionsfähigen Ergebnissen zu kommen.
Die folgenden Aufgaben in Übung 2 bis Übung 9 dienen vornehmlich für
Abschätzübungen zur Ermittlung von Eigenschaften einer Schaltung. Ausführlich
beschriebene Lösungen finden sich auf der CD-Rom. Für nahezu alle Übungsaufgaben
steht ein vorbereitetes Experiment zur ergänzenden und vertieften Analyse
zur Verfügung. Damit lassen sich auch die analytisch gewonnenen Abschätzwerte
kontrollieren. Allgemein erfolgt die Verifikation einer Schaltung anhand einer
„Testbench“ in drei Stufen:
Abschätzen;
Simulieren;
Messen.
Die Simulationsergebnisse sollen die Ergebnisse der Abschätzanalyse bestätigen,
wobei bei der Simulation genauere Modelle zugrunde gelegt werden. Die Messergebnisse
enthalten darüber hinaus u.a. Einflüsse der Aufbautechnik, die in der
Simulation möglicherweise nicht berücksichtig werden konnten.
Übung 1 PSpice-Übung
Zur Ausführung der Experimente müssen das Tool-Set Orcad-Lite/PSpice, die
„Experiment-Workspaces“ und das dafür erforderliche „Environment“ auf einen
Rechner mit Windows-Plattform geladen werden. Das begleitende „Readme“ auf
der CD-Rom enthält eine Beschreibung der Vorgehensweise zur Installation. Spice
(Simulation Programm with Integrated Circuit Emphasis) wurde an der University
of California, Berkeley, USA, entwickelt. Für erste industrielle Anwendungen