Elektronik

Die Elektronik

mw-headline" id="Wortbildung">Wortbildung Elektronik ist die Lehre von der Kontrolle des Stroms durch Elektronikschaltungen, aber auch durch zugehörige Elektronik. Die Elektronik ist auch der Begriff für alle elektronischen Applikationen. Die Elektronik bearbeitet oder generiert zu Informationszwecken oder transformiert mit Hilfe von Servoverstärkern oder Ladegleichrichtern in ihrem Spannungs-Strom-Verhältnis elektromagnetische Energien.

Die Elektronikschaltungen werden in der Regel auf Leiterplatten montiert und entweder als Module in Elektronikgeräte eingebaut oder sie werden Teil eines elektrotechnischen Gerätes. Der Bereich der Elektronik befasst sich mit der Kontrolle durch den Einsatz von Strom. Die Bezeichnung Elektronik stammt vom Griechisch electronic (????????), was soviel wie Gelb ist.

Die Elektronik ist ein Schlagwort, das sich aus den Bezeichnungen Elektron (das Elementarteilchen) und Technologie zusammensetzt. Elektronik ist gewissermaßen die Elektronentechnik. Stoneys und Helmholtz haben das Konzept des Elkons als Ladungsträger für den Strom geprägt. Bereits Anfang des zwanzigsten Jahrhundert war die Weiterentwicklung der Elektronenröhre vorangetrieben worden. Es wurden die ersten Elektronröhren mit dem Ziel einer optimalen Nutzung der Elektronenröhre für elektrische Schaltkreise in der Praxis erprobt.

Ähnlich wie Rohre können Tranistoren als Amplifier, elektronischer Switch oder Oscillator verwendet werden. Im Unterschied zu den platzsparenden und leistungsintensiven Mikroröhren können jedoch Transistoren sehr platzsparend hergestellt werden, da sie auf der Halbleitertechnik beruhen, die wesentlich größere Stromdichten ermöglicht. Bereits in den 1960er Jahren war es möglich, komplette Schaltkreise aus mehreren Tranistoren und anderen Komponenten auf einem Silizium-Kristall herzustellen.

Durch die damit eingeführte integrierte Schaltungstechnik (IC) ist es inzwischen zu einer fortschreitenden Verkleinerung gekommen. Heutzutage ist die Halbleiter-Elektronik der bedeutendste Bereich der Elektronik. In der analogen Technologie geht es vor allem um die Aufbereitung kontinuierlicher Signale. Es werden die physikalische Gesetzmäßigkeiten verwendet, die das Bauteilverhalten charakterisieren (Widerstände, Kondensatoren, Transistoren, Rohre usw.) oder es werden durch Schaltprinzipien vorteilhafte Bedingungen geschaffen.

Auf diese Weise können komplexere Schaltkreise, wie z.B. Amplifier, aufgebaut werden, mit denen zusätzliche Funktionalitäten (Oszillator, Filtersteuerung, etc.) realisiert werden können. In der analogen Elektronik wird die Präzision der Systemverarbeitung durch die Fertigungstoleranzen der Komponenten und deren Nichtidealen (z.B. Rauschen, Nichtlinearität, Hysterese ) sowie durch andere Störeffekte wie Nebensprechen und Kopplung von Störton.

Digitale Elektronik oder digitale Technologie befasst sich mit der Aufbereitung von einzelnen Molekülen (ausgedrückt als Zahl oder logischer Wert). Im Allgemeinen werden sie in der Elektrotechnik als Trennverstärker und nicht als Analogverstärker verwendet. b) eine Analogschaltung mit einem Maximalfehler von 0,1 Prozent, dieser kann durch digitale Schaltkreise ab ca. 10 Bit Datendicke untergraben werden.

Für einen analogen Multiplikator werden etwa zwanzig Transistoren und für einen digitalen Multiplikator mit gleicher Präzision mehr als das 20-fache der Zahl erforderlich. Heutzutage kann eine sehr große Zahl von Tranistoren auf einer IC realisiert werden (die typische Zahl beträgt 10 Millionen). Dadurch können die Komponenten der ICs sehr fehlerhaft sein, was eine weitere Verkleinerung erlaubt.

Damit sind die Schaltungseigenschaften weitestgehend von den physikalisch bedingten Komponenteneigenschaften abgekoppelt. Mit der vereinfachten Darstellung der digitalen Schaltkreise mit den beiden Zustandsgrößen H und L lassen sich diese nicht immer kennzeichnen oder gestalten, insbesondere bei immer höheren Drehzahlen und Häufigkeiten. Trotz langsamer Schaltkreise kann es Problematiken gibt, die nur mit analogen Ansätzen zu erfassen sind, wie zum Beispiel das Metastabilitätsproblem von Flip-Flops.

Digitalschaltungen - auch Schaltanlagen oder Logikschaltungen oder Logikschaltungen oder -systeme oder -systeme oder -systeme oder -systeme oder -systeme bezeichnet - setzen sich vor allem aus simplen Logikbausteinen wie AND, NAND, NOR, OR oder NOT Gates und Bausteinen zusammen, die zum Speichern digitaler Summensignale verwendet werden können, z.B. Flip-Flops oder Zähler. All diese Logikfunktionen können mit Elektronikbauteilen (z.B. Transistoren) realisiert werden, die im so genannten Schaltmodus arbeiten.

Das Einbinden dieser Schaltkreise auf einen Baustein (monolithische Schaltung) erzeugt komplizierte Elektronikbauteile wie z. B. Mikrorechner. Der Bereich der Hochfrequenz-Elektronik oder -Technologie befasst sich in erster Linie mit der Generierung und Emission sowie dem Empfangen und Verarbeiten von Elektromagnetwellen. Zu den weiteren Bereichen der Hochfrequenz-Elektronik gehören die Mikrowelle, die drahtgebundene Nachrichtenübertragung oder die medizinische Elektronik.

Der Beginn erfolgt etwa dann, wenn die Resonanzfrequenz f der Elektromagnetwelle auf einer Verbindungslinie der Wellenlänge L ein Erzeugnis fL formt, was zu einer spürbaren Phasenrotation ßL = 2? L/? und damit zu Stehwellen auftritt. Für eine elektronische Schaltungen mit Leitungen von L 3 Mio. und ?r muss eff = ?r = 2,3 für ßL < 5 dann etwa f < 1MHz bleiben.

Der Beginn der praktischen Hochfrequenz-Elektronik liegt daher bei etwa f = 1 MHZ und bildet ein Standbein der Informationstechnologie. Für die Leitungsbeschreibung sind selbst im einfachen Falle zwei Spezifikationen erforderlich: Z0 und ?r eff können in einem quasi-statischen Verfahren auf Leiterplatten bis in den untersten GHz-Bereich aus Netzkapazität und Leiterinduktivität pro Einzellänge berechnet werden.

Dies betrifft jedes Kabel, konkret für jede Konstruktion bis hin zu Kabelabzweigen, Verbindungsflächen für Komponenten und für die Konstruktion der Komponenten. Auch in SMD-Ausführung ab ca. 0,1GHz verlieren die Komponenten R, L und C ihre optimalen Produkteigenschaften U = RI, U = L dI/dt und I = C dU/dt zwischen I und U. Die Komponenten R, L und C haben auch in SMD-Ausführung ihre Vorzüge.

Daher werden Elektronikbauteile zunächst in einer Austauschumgebung mit 50-? Anschlusskabeln (NWA = Netzwerkanalysator) gemessen, wodurch die Struktur des Elements später in der realen Schaltungen exakt abgebildet werden muss. 2-Tor-Messung stellt ein NWA dann für jede Frequenzen eine 2×2 Streumatrix (s-Parameter) zur Verfügung,[1] die noch vom Betriebspunkt für nichtlineare Elemente abhängig ist und das Strom-Spannungsverhalten auch bei f > 50GHz realitätsnah wiedergibt.

Für Hochfrequenzen können die Filterelemente L und C durch eine Linie mit ßL 1 und Kurzschluß oder Unterbrechung am Ende simuliert werden und ein Widerstandswert R kann durch eine defekte Linie realisiert werden, in die eine Mikrowelle läuft und abfließt. Bestimmte Komponenten und Konstruktionen können aber auch als Fertigmodelle aus einem CAD-System übertragen werden, sofern den Konstruktionen getraut wird, was eine erhebliche Gewissensfrage ist, da die komplette Auswertung mit den Konstruktionen steht oder fällt. In diesem Fall wird die Modellierung von der gesamten Modellierung abhängt.

Der Rauschpegel von Elektronikschaltungen kann mit SPICE-Modellen auch bei Mittelfrequenzen nicht mehr gut beschrieben werden. Der Bereich der Energieelektronik bezieht sich auf den Bereich der Energietechnik, der die Transformation der elektrischen Energien mit Hilfe von Elektronikbauteilen zum Ziel hat. Das Umwandeln von Elektroenergie mit Trafos oder drehenden Maschinenaggregaten hingegen wird nicht als Leistungselektronik mitgerechnet. Wichtige Komponenten sind unter anderem Widerstände, Kondensatoren, Transistoren, Dioden, Spulen und ICs (integrierte Schaltungen).

Als passive Komponenten bezeichnet man vor allem Resistoren, Kondensator und Drosseln. Aktive Komponenten werden in der Regel als alle Typen von ICs, Halbleiterkomponenten und Röhren bezeichnet. All diese Komponenten werden in einer großen Vielfalt von Typen geliefert. 4 Durch die genau gerechnete Belegung der interagierenden Elektronikbauteile auf einer Leiterplatte wird eine elektronische Schaltung erzeugt.

Elektronik deckt heute zahllose Bereiche ab, von der Halbleiter-Elektronik über die Quanten-Elektronik bis hin zur Nano-Elektronik. Mit dem Sieg des Rechners, der ständigen Weiterentwicklung der Informatik und der fortschreitenden Automatisierung hat die Wichtigkeit der Elektronik stetig zugenommen. Heute spielt die Elektronik eine wichtige Rolle in unserer heutigen Zeit und viele Bereiche sind ohne sie undenkbar.

Die Weiterbildung zum Meisterelektroniker erfolgt an einer Meisterhochschule und beträgt 1 Jahr hauptberuflich oder 2 Jahre nebenberuflich. Die Weiterbildung zum Elektroingenieur kann an einer Fachschule in 4 Vollsemestern oder 8 Teilsemestern durchlaufen werden. An vielen Hochschulen, Fachschulen und Berufsakademien wird Elektronik als Studienfach offeriert. Freizeitelektronik unter Hobby-Elektronik.

Zur Elektronik in Kraftfahrzeugen s. Fahrzeugelektronik. Elektronische Komponenten und deren Basisschaltungen. Stromverlag, ISBN 3-8237-0214-9 Stefan Goßner: Grundlagen der Elektronik. Shaaker Publishing, Aachen 2016, ISBN 978-3-8265-8825-9 Ekbert Hering, Klaus Bressler, Jürgen Gutekunst: Elektronik für Ingenieure. aus. Springer, Berlin 2001, ISBN 3-540-41738-9 P. Horowitz, W. Hill: The High School of Electronics.

Volume 1 Analoge Technologie. Elektor-Verlag, ISBN 978-3-89576-024-2 P. Horowitz, W. Hill: Die Hochschule für Elektronik. Volume II Digitale Technologie. Elektor-Verlag, ISBN 978-3-89576-025-9 P. Horowitz, W. Hill: The Art of Electronics. Universität Cambridge Press, ISBN 978-0521809269 K. Küpfmüller, G. Kohn: Theorie der Elektrik und Elektronik, eine Einleitung. Springer, Berlin 2005, ISBN 3-540-20792-9 St. Patrik Schnabel: Electronics Primer.

Springer, Berlin, ISBN 3-540-42849-6. Claus-Christian Timmermann: Hochfrequenz-Elektronik mit CAD, Volumen I. Drähte, vierpolig, Transistor-Modelle und Simulierung mit nummerischen und sinnbildlichen CAD/CAE-Systemen. Der PROFUND Verlagshaus, 2003, ISBN 3-932651-21-9. Claus-Christian Timmermann: Hochfrequenz-Elektronik mit CAD, Bd. der PROFUND Verlagshaus, 2005, ISBN 3-932651-22-7. Timmermann: Hochfrequenz-Elektronik mit CAD, Bd. ein... (Lit.), S. 70 ff.

2005 Timmermann: Hochfrequenz-Elektronik mit CAD, Volumen 1. 3. (Lit.), S. 100 ff. Die Hochfrequenz-Elektronik mit CAD, Volume 1. 6 (Lit.), S. 150 und S. 12-30. Jahrbuch der World Elektronik Data von Reed Electronics Research, June 2006.

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