Schaltungssimulation
| Vortragende/r (Mitwirkende/r) | |
|---|---|
| Nummer | 0000004642 |
| Art | |
| Umfang | 3 SWS |
| Semester | Sommersemester 2024 |
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Stellung in Studienplänen | Siehe TUMonline |
Teilnahmekriterien
Lernziele
Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls ist der Studierende mit der grundlegenden Funktionsweise von Algorithmen in der analogen Schaltungssimulation vertraut. Er versteht, wie ein Schaltungssimulator funktioniert und ist damit in der Lage, ihn kompetent und effizient einzusetzen. Gleichzeitig ist er über die Schaltungssimulation hinaus mit den grundlegenden Verfahren der Simulation kontinuierlicher Systeme vertraut. Im einzelnen versteht er folgende Konzepte und kann sie anwenden: Aufstellen des Knotenspannungssystems für eine rechnergerechte Darstellung von Transistorschaltungen; Lösung linearer Gleichungssysteme für die AC-Analyse mittels Gauss-Verfahren; Arbeitspunktbestimmung mittels numerischer Nullstellensuche; Einschwinganalyse dynamischer Schaltungen mittels numerischer Integration.
Beschreibung
Entwurfsablauf mikroelektronischer Systeme (Design Flow), Entwurfsraum (Y-Chart), Entwurfsstile; Simulation analoger Schaltungen; Systembeschreibung, erweitertes Knoten-Spannungssystem; Wechselstrom-(AC-)Analyse, parallele Simulation, schwach besetzte Matrizen; Gleichstrom-(DC-)Analyse, Newton-Raphson, linearisierte Schaltungsmodelle; Einschwinganalyse, numerische Integrationsverfahren, diskretisierte Schaltungsmodelle; Großsignalmodelle.
Inhaltliche Voraussetzungen
Module, die in Schaltungstheorie und Signaldarstellung einführen, sollten vorab belegt worden sein.
Lehr- und Lernmethoden
Als Lernmethode wird zusätzlich zu den individuellen Methoden des Studierenden eine vertiefende Wissensbildung durch exemplarisches Erläutern in Übungen angestrebt.
Als Lehrmethode wird in Vorlesung wie Übung Frontalunterricht gehalten. Die Übung besteht aus anwendungsnahen Aufgaben. Die Vorlesung umfasst viele Beispiele. Durch online verfügbares Unterstützungsmaterial können Studierende Anschauung wie Verständnis vertiefen.
Folgende Medienformen finden Verwendung:
- Tafelanschrieb
- Umfassende Formelsammlung
- Übungskatalog mit Musterlösungen
- Interaktive Aufgaben sowie anschauliche Beispiele und Demos online verfügbar
Studien-, Prüfungsleistung
Die Prüfung ist schriftlich, die Prüfungsdauer beträgt 60 Minuten. Schriftliche Unterlagen sind erlaubt.
Anhand beispielhafter Problemstellungen wird die Fähigkeit zum Aufstellen von Knotenspannungssystemen für die Arbeitspunktanalyse, für die AC-Analyse und für die Einschwinganalyse abgeprüft. Es werden weiterhin Basisaspekte der numerischen Lösungsverfahren für diese drei Simulationstypen abgeprüft.
Empfohlene Literatur
Folgende Literatur wird empfohlen: - Vorlesungsunterlagen
Links
Vollständiges Lehrangebot
Bachelorbereich: BSc-EI, MSE, BSEDE
| WS | SS | Diskrete Mathematik für Ingenieure (BSEI, EI00460) Discrete Mathematics for Engineers (BSEDE ) (Schlichtmann) (Januar) |
| WS | SS | Entwurf digitaler Systeme mit VHDL u. System C (BSEI, EI0690) (Ecker) |
| SS | Entwurfsverfahren für integrierte Schaltungen (MSE, EI43811) (Schlichtmann) | |
| WS | Methoden der Unternehmensführung (BSEI, EI0481) (Weigel) | |
| WS | Praktikum System- und Schaltungstechnik (BSEI, EI0664) (Schlichtmann et al.) | |
| SS | Schaltungssimulation (BSEI, EI06691) (Gräb/Schlichtmann) |
Masterbereich: MSc-EI, MSCE, ICD
| SS | Advanced Topics in Communication Electronics (MSCE, MSEI, EI79002) | ||
| WS | Electronic Design Automation (MSCE, MSEI, EI70610) (B. Li, Tseng) | ||
| WS | Design Methodology and Automation (ICD) (Schlichtmann) (Nov) | ||
| WS | SS | Machine Learning: Methods and Tools (MSCE, MSEI, EI71040) (Ecker) | |
| WS | SS SS | Mathematical Methods of Circuit Design (MSCE, MSEI, EI74042) (Gräb) Simulation and Optimization of Analog Circuits (ICD) (Gräb) (Mai) | |
| WS | Mixed Integer Programming and Graph Algorithms in Engineering Problems (MSCE, MSEI, EI71059) (Tseng) | ||
| WS | SS | Numerische Methoden der Elektrotechnik (MSEI, EI70440) (Schlichtmann oder Gräb) | |
| WS WS | SS | Seminar VLSI-Entwurfsverfahren (MSEI, EI7750) (Schlichtmann/Müller-Gritschneder) Seminar on Topics in Electronic Design Automation (MSCE, EI77502) (Schlichtmann/Müller-Gritschneder) | |
| WS | SS | Synthesis of Digital Systems (MSCE, MSEI, EI70640) (Müller-Gritschneder) | |
| WS | Testing Digital Circuits (MSCE, MSEI, EI50141) (Otterstedt) | ||
| WS | Timing of Digital Circuits (MSCE, MSEI, EI70550) (B. Li, Zhang) | ||
| WS | SS | VHDL System Design Laboratory (MSCE, MSEI, EI7403) (Schlichtmann) |
MSE: Munich School of Engineering (TUM)
BSEDE: Bachelor of Science in Electronics and Data Engineering (TUM-Asia)
ICD: Master of Science in Integrated Circuit Design (TUM-Asia)
MSCE: Master of Science in Communications Engineering (TUM)
MSEI: Master of Science in Elektrotechnik und Informationstechnik
BSEI: Bachelor of Science in Elektrotechnik und Informationstechnik
Aktuelle Infos zur Lehre/Current information on teaching: https://www.tum.de/die-tum/aktuelles/coronavirus/studium/, www.ei.tum.de