Grundlagen der Digitaltechnik - Ing. H. Heuermann - FH Aachen

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IV Autor: Prof. Dr.-Ing. Holger Heuermann Lehrgebiet für Hoch- und Höchstfrequenztechnik 3. korrigierte und erweiterte Auflage 2013 Dieses Skriptum ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte gemäß Paragraph 53 des Urheberrechtsgesetzes, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, der Entnahme von Abbildungen, der Mikroverfilmung oder ähnlichem Wege der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben, auch bei nur auszugsweise Verwertung, vorbehalten. Bei Vervielfältigung für gewerbliche Zwecke ist gemäß Paragraph 54 des Urheberrechtsgesetzes eine Vergütung an dem Herausgeber zu zahlen, deren Höhe mit dem Herausgeber zu vereinbaren ist. Im Fall der zuwiderhandlung wird Strafantrag gestellt. © by Prof. H. Heuermann 2013 Printed in Germany
Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 1 1.1 Ziele der Vorlesung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Physikalische Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.1 Internationales Einheitensystem (SI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.2 Beispiele abgeleiteter Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.3 Wichtige Konstanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2.4 Umrechnung auf andere Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2 Grundlagen der Elektrotechnik 5 2.1 Grundgrößen der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1.1 Die elektrische Ladung Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1.2 Der elektrische Strom I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.1.3 Die elektrische Spannung U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2 Das elektrische Feld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2.1 Ladung auf Nichtleitern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2.2 Ladung auf Elektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.3 Kapazität und Kondensator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2.4 Elektrische Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2.5 Anwendungsbeispiel der TI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3 Ohmsches Gesetz und Stromkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.1 Widerstand und Leitwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.2 Ohmsches Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3.3 Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.4 Serienwiderstand und Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.5 Parallelwiderstand und Stromteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3.6 Kirchhhoffsche Regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3 Logische Grundfunktionen der Digitaltechnik 21 3.1 Die logischen Grundfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
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