Schaltungstechnik

2.1 Methodik zur Elektroniksystementwicklung 15
Überprüfung von Arbeitspunkten. Unter dynamischen Messungen versteht man
weitergehende Messungen zur Ermittlung von Systemeigenschaften im Zeitbereich
oder im Frequenzbereich.
Systemintegration und Systemverifikation: Mehrere Systemmodule bilden
ein System. Unter Systemintegration versteht man den Zusammenbau von Systemmodulen
zu einem System. Das zusammengefügte System muss einem eingehenden
Test unterzogen werden. In Systemmessungen werden die Eigenschaften eines
Systems in der Gesamtheit analysiert und überprüft inwieweit die erwarteten Spezifikationsdaten
auch unter gegebenen Umweltbedingungen und Fertigungsstreuungen
erfüllt sind. Dazu zählen auch Tests, um nachzuweisen, dass geltende
Vorschriften (u.a. VDE-Vorschriften, CE-Kennzeichnung) eingehalten werden.
Nach erfolgreichen Tests anhand einer Prototypenserie erfolgt schließlich die Produktfreigabe.
Der in Bild 2.1-1 und Bild 2.1-2 skizzierte Prozessablauf für die Entwicklung
und Prototypfertigung eines Elektroniksystems soll in sehr gestraffter Form darstellen,
wie ein Elektroniksystem entwickelt, prototypisch hergestellt und getestet
wird. Kenntnisse der analogen Schaltungstechnik sind in vielen Entwurfsphasen
als Basiswissen erforderlich. Im besonderen konzentriert sich die analoge Schaltungstechnik
auf den Feinentwurf analoger und gemischt analog/digitaler Funktionsmodule.
2.1.2 Beispiele für Anwendungen der analogen Schaltungstechnik
Anhand von signifikanten Anwendungen wird aufgezeigt, wo die analoge Schaltungstechnik
trotz fortschreitender Digitalisierung unverzichtbar ist. Wie bereits
erwähnt, gibt uns die Physik analoge Größen vor. Für die elektronische Sensorsignalaufbereitung
sind im allgemeinen Kenntnisse der analogen Schaltungstechnik
erforderlich. Ein Tonsignal am Mikrofonausgang ist analog. Das Signal am Antennenfußpunkt
bei einer Funkstrecke ist sehr schwach und verrauscht, dasselbe gilt
am Ende einer längeren leitungsgebundenen Übertragungsstrecke. Bei höheren
Taktfrequenzen in Logiksystemen genügt es nicht, das System auf rein logischer
Ebene zu betrachten. Die Signaltreiber bilden mit den Verbindungsleitungen und
den Signaleingängen wiederum eine Übertragungsstrecke. Reflexionsstörungen
und Übersprechstörungen können auftreten. Zweifellos ist heute die Analogtechnik
zunehmend auf sogenannte „Frontend“-Funktionen beschränkt. Bild 2.1-3 verdeutlicht
die „Frontend“-Funktionen bei der Informationsübertragung, bei der
Messwertaufnahme (Signalaufnahme durch Sensoren) und bei Leistungsfunktionen
(Ansteuerung von Aktuatoren). Auch bei digitaler Informationsübertragung ist
das Signal am Empfangsort quasi analog. Es muss erst regeneriert und aufbereitet
werden bevor es digital weiter verarbeitet werden kann. Bei Bitraten oberhalb ca.
100MBit/s ist die Digitaltechnik ohne ein Basiswissen der analogen Schaltungstechnik
nicht zu beherrschen.
Im Frequenzbereich unterhalb einigen MHz können viele Analogfunktionen
durch Standard-IC‘s (beispielsweise u.a. mit Operationsverstärkern) realisiert wer-