• elementare Datentypen (Integer, Gleitpunktformat, ASCII-Zeichen) und ihre Abhängigkeiten von der Architektur
  

• höhere Datentypen (Zeiger, Arrays, Strings, Strukturen, Listen)

• Operatoren (arithmetische Operationen, logische Operationen, Bit-Operationen)

• Kontrollflussstrukturen (bedingte Verzweigung, Schleifen, Sprünge)

• Präprozessor-Direktiven (Makros, bedingte Kompilierung, modulares Design)

• Funktionen (Funktionsdefinition/-interface, Rekursion, "call by value" versus "call by reference", Funktionszeiger)

• essentielle Standard-Bibliotheken und -Funktionen (stdio.h, stdlib.h, math.h, string.h, time.h)

• Dateikonzept, Streams

• einfache Algorithmen (Sortierfunktionen, Reihenentwicklung, gleichverteilte Permutation)

• Übungsprogramme zur Vertiefung der Programmierkenntnisse

Kernighan, Brian W (Ritchie, Dennis M.;)
The C programming language
ISBN: 9780131103702
Upper Saddle River, NJ [u.a.] : Prentice Hall PTR, 2009

Sedgewick, Robert 
Algorithms in C
ISBN: 0201316633
Reading, Mass. [u.a.] : Addison-Wesley, 2007 

Kaiser, Ulrich (Kecher, Christoph.;)
C/C++: Von den Grundlagen zur professionellen Programmierung
ISBN: 9783898428392
Bonn : Galileo Press, 2010

Wolf, Jürgen 
C von A bis Z : das umfassende Handbuch
ISBN: 3836214113
Bonn : Galileo Press, 2009

• Kinematik: ein-, zwei- und dreidimensionale Bewegung, gleichförmig, beschleunigt, Kreisbewegung
• Dynamik: Masse, Impuls, Kraft, Newton´sche Axiome, Inertialsystem, Beispiele für Kräfte, Impulserhaltung, System mit veränderlicher Masse.
• Gravitation: Gravitationsgesetz, Cavendishexperiment, Kepler´sche Gesetze.
• Arbeit und Energie: Arbeit, Leistung, kinetische und potentielle Energie.
• Energieerhaltung: Erhaltung der mechanischen Energie, Stöße, Potentialdiagramme.
• Rotationsbewegung: Drehimpuls, Drallsatz, Erhaltung des Drehimpulses, Rotation eines starren Körpers, Trägheitsmoment, Massenmittelpunkt,
• Harmonische Schwingungen: Definition, lineares Kraftgesetz, Feder-Masse-System, Fadenpendel, Physikalisches Pendel, energetische Betrachtung, gedämpfte Schwingung, erzwungene Schwingung.
• Elemente der relativistischen Mechanik: Galilei-Transformation, Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, Lorentz-Transformation von Ort, Zeit, Geschwindigkeit, relativistische Masse, relativistische Energie.
• Schwingungen und Wellen
• Optik (Geometrische Optik, Wellenoptik, Materiewellen)
  
• Grundzüge der Quantenmechanik

• Giancoli, Physics for Scientists & Engineers Vol. 1, 2, Pearson
  
• Halliday/Resnik/Walker, Fundamentals of physics, Wiley 
• K. Cummings, P. Laws, E. Redish, and P. Cooney (“CLRC”), Understanding Physics, Wiley
• Gerthsen/Vogel, Physik, Springer Verlag 
• Hering/Martin/Stohrer, Physik für Ingenieure, VDI-Verlag

see lecture Physics for Engineers

Im Physikpraktikum  wird eine Reihe von Experimenten zu physikalischen Phänomenen aus der Mechanik, dem Gebiet der Schwingungen und Wellen, der Thermodynamik, der Elektrizitätslehre und der Optik unter Anleitung einer Lehrperson durchgeführt. Die Experimente sind Teil der Physikausbildung im Rahmen der Vorlesung "Physik für TUHH-ET Ingenieure". 

Über die Vermittlung grundlegender physikalischer Zusammenhänge hinaus sollen Fertigkeiten zur Vorbereitung und Durchführung von Messungen physikalischer Größen, der Gebrauch von physikalischen Messgeräten, die Analyse der Resultate und die Erstellung eines Berichts über die Messergebnisse erworben werden.

Zu den Versuchen gibt es individuelle Versuchsanleitungen, die vor der Versuchsdurchführung ausgegeben werden.  

Zum Teil müssen die zur Versuchsdurchführung notwendigen physikalischen Hintergründe selbstständig erarbeitet werden, wozu die zur Vorlesung "Physik für TUHH-ET Ingenieure" angegebene Literatur gut geeignet ist.

1. Grundlagen der Widerstandsnetzwerke
2. Vereinfachung von Widerstandsnetzwerken
3. Netzwerkanalyse
4. Elektrostatisches Feld in isolierenden Medien
5. Das elektrostatische Feld
6. Stationäre Ströme in leitfähigen Medien
7. Statisches magnetisches Feld
8. Induktion und zeitabhängige Felder

1. M. Kasper, Skript zur Vorlesung Elektrotechnik 1, 2013
2. M. Albach: Grundlagen der Elektrotechnik 1, Pearson Education, 2004
3. F. Moeller, H. Frohne, K.H. Löcherer, H. Müller: Grundlagen der Elektrotechnik, Teubner, 2005
4. A. R. Hambley: Electrical Engineering, Principles and Applications, Pearson Education, 2008

1. Spannungs- und Stromquellen
2. Ohmsches Gesetz
3. Kirchhoff'sche Regeln, Strom- und Spannungsteiler
4. Ersatzquellen
5. Netzwerkanalyse
6. Superpositionsprinzip
7. Elektrisches Feld, Coulomb'sches Gesetz
8. Stationäre Ströme, Widerstandsberechnung
9. Elektrische Flussdichte, Kapazitätsberechnung
10. Stetigkeitsbedingungen, Spannung am Kondensator
11. Ampèresches Gesetz, Magnetischer Kreis
12. Kräfte im Magnetfeld
13. Induktion, Selbst- und Gegeninduktivität

1. Übungsaufgaben zur Elektrotechnik 1, TUHH, 2013
2. Ch. Kautz: Tutorien zur Elektrotechnik, Pearson Studium, 2010

In der betriebswirtschaftlichen Horsaalübung werden die Inhalte der Vorlesung durch praktische Beispiele und die Anwendung der diskutierten Werkzeuge vertieft.

Bei angemessener Nachfrage wird parallel auch eine Problemorientierte Lehrveranstaltung angeboten, die Studierende alternativ wählen können. Hier bearbeiten die Studierenden in Gruppen ein selbstgewähltes Projekt, das sich thematisch mit der Ausarbeitung einer innovativen Geschäftsidee aus Sicht eines etablierten Unternehmens oder Startups befasst. Auch hier sollen die betriebswirtschaftlichen Grundkenntnisse aus der Vorlesung zum praktischen Einsatz kommen. Die Gruppenarbeit erfolgt unter Anleitung eines Mentors.

• Die Abgrenzung der BWL von der VWL und die Gliederungsmöglichkeiten der BWL
• Wichtige Definitionen aus dem Bereich Management und Wirtschaft
• Die wichtigsten Unternehmensziele und ihre Einordnung sowie (Kern-) Funktionen der Unternehmung
• Die Bereiche Produktion und Beschaffungsmanagement, der Begriff des Supply Chain Management und die Bestandteile einer Supply Chain
• Die Definition des Begriffs Information, die Organisation des Informations- und Kommunikations (IuK)-Systems und Aspekte der Datensicherheit; Unternehmensstrategie und strategische Informationssysteme
• Der Begriff und die Bedeutung von Innovationen, insbesondere Innovationschancen, -risiken und prozesse
• Die Bedeutung des Marketing, seine Aufgaben, die Abgrenzung von B2B- und B2C-Marketing
• Aspekte der Marketingforschung (Marktportfolio, Szenario-Technik) sowie Aspekte der strategischen und der operativen Planung und Aspekte der Preispolitik
• Die grundlegenden Organisationsstrukturen in Unternehmen und einige Organisationsformen
• Grundzüge des Personalmanagements
• Die Bedeutung der Planung in Unternehmen und die wesentlichen Schritte eines Planungsprozesses
• Die wesentlichen Bestandteile einer Entscheidungssituation sowie Methoden für Entscheidungsprobleme unter mehrfacher Zielsetzung, unter Ungewissheit sowie unter Risiko
• Grundlegende Methoden der Finanzmathematik
• Die Grundlagen der Buchhaltung, der Bilanzierung und der Kostenrechnung
• Die Bedeutung des Controlling im Unternehmen und ausgewählte Methoden des Controlling
• Die wesentlichen Aspekte von Entrepreneurship-Projekten

Neben der Vorlesung, die die Fachinhalte vermittelt, erarbeiten die Studierenden selbstständig in Gruppen einen Business-Plan für ein Gründungsprojekt. Dafür wird auch das wissenschaftliche Arbeiten und Schreiben gezielt unterstützt.

Bamberg, G., Coenenberg, A.: Betriebswirtschaftliche Entscheidungslehre, 14. Aufl., München 2008

Eisenführ, F., Weber, M.: Rationales Entscheiden, 4. Aufl., Berlin et al. 2003

Heinhold, M.: Buchführung in Fallbeispielen, 10. Aufl., Stuttgart 2006.

Kruschwitz, L.: Finanzmathematik. 3. Auflage, München 2001.

Pellens, B., Fülbier, R. U., Gassen, J., Sellhorn, T.: Internationale Rechnungslegung, 7. Aufl., Stuttgart 2008.

Schweitzer, M.: Planung und Steuerung, in: Bea/Friedl/Schweitzer: Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, Bd. 2: Führung, 9. Aufl., Stuttgart 2005.

Weber, J., Schäffer, U. : Einführung in das Controlling, 12. Auflage, Stuttgart 2008.

Weber, J./Weißenberger, B.: Einführung in das Rechnungswesen, 7. Auflage, Stuttgart 2006. 

Grundzüge der Differential- und Integralrechnung einer Variablen:

• Aussagen, Mengen und Funktionen
• natürliche und reelle Zahlen
• Konvergenz von Folgen und Reihen
• Stetigkeit und Differenzierbarkeit
• Mittelwertsätze
• Satz von Taylor
• Kurvendiskussion
• Fehlerrechnung
• Fixpunkt-Iterationen

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

   

   

  
  

• Vektoren im Anschauungsraum: Rechenregeln, inneres Produkt, Kreuzprodukt, Geraden und Ebenen
• Lineare Gleichungssysteme: Gaußelimination, Matrizenprodukt, lineare Systeme, inverse Matrizen, Kongruenztransformationen, Block-Matrizen, Determinanten
• Orthogonale Projektion im R^n, Gram-Schmidt-Orthonormalisierung 

Die Veranstaltung ist inhaltlich mit dem Modul "Mechanik I" so verzahnt, dass die Lineare Algebra die Verfahren rechtzeitig vermittelt, die für die Mechanik gebraucht werden. Umgekehrt, liefert die Mechanik regelmäßig den Anwendungsbezug für die Mathematik.

Es werden Matlab-Demonstratoren in der Vorlesung und zum Download bereitgestellt, um die Vorlesungsinhalte besser zu visualisieren und praktisch ausprobieren zu können.

• T. Arens u.a. : Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009
• W. Mackens, H. Voß: Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• W. Mackens, H. Voß: Aufgaben und Lösungen zur Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• G. Strang: Lineare Algebra, Springer-Verlag, 2003
• G. und S. Teschl: Mathematik für Informatiker, Band 1, Springer-Verlag, 2013

• Vektoren im Anschauungsraum: Rechenregeln, inneres Produkt, Kreuzprodukt, Geraden und Ebenen
• Allgemeine Vektorräume: Teilräume, Euklidische Vektorräume
• Lineare Gleichungssysteme: Gaußelimination, Matrizenprodukt, lineare Systeme, inverse Matrizen, Kongruenztransformationen, LR-Zerlegung, Block-Matrizen, Determinanten

Die Veranstaltung ist inhaltlich mit dem Modul "Mechanik I" so verzahnt, dass die Lineare Algebra die Verfahren rechtzeitig vermittelt, die für die Mechanik gebraucht werden. Umgekehrt, liefert die Mechanik regelmäßig den Anwendungsbezug für die Mathematik.

Es werden Matlab-Demonstratoren in der Vorlesung und zum Download bereitgestellt, um die Vorlesungsinhalte besser zu visualisieren und praktisch ausprobieren zu können.

Zusätzlich zu den Präsenzübungen werden Online-Tests eingesetzt, die sowohl den Studierenden als auch den Lehrenden Feedback zum Lernstand geben.

• T. Arens u.a. : Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009
• W. Mackens, H. Voß: Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• W. Mackens, H. Voß: Aufgaben und Lösungen zur Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
  

- Netzwerkverhalten bei allgemeinen Zeitabhängigkeiten

- Darstellung und Eigenschaften von Sinussignalen

- RLC-Elemente bei Wechselstrom/Wechselspannung

- RLC-Elemente in komplexer Darstellung

- Leistung in Wechselstrom-Netzwerken, Blindleistungskompensation

- Ortskurven und Bode-Diagramme

- Wechselstrommesstechnik

- Schwingkreise, Filter, elektrische Leitungen

- Übertrager, Drehstrom, Energiewandler

- Einfache nichtlineare und aktive Bauelemente

- M. Albach, "Elektrotechnik", Pearson Studium (2011)

- T. Harriehausen, D. Schwarzenau, "Moeller Grundlagen der Elektrotechnik", Springer (2013)  

- R. Kories, H. Schmidt-Walter, "Taschenbuch der Elektrotechnik", Harri Deutsch (2010)

- C. Kautz, "Tutorien zur Elektrotechnik", Pearson (2009)

- A. Hambley, "Electrical Engineering: Principles and Applications", Pearson (2013)

- R. Dorf, "The Electrical Engineering Handbook", CRC (2006)

- Netzwerkverhalten bei allgemeinen Zeitabhängigkeiten

- Darstellung und Eigenschaften von Sinussignalen

- RLC-Elemente bei Wechselstrom/Wechselspannung

- RLC-Elemente in komplexer Darstellung

- Leistung in Wechselstrom-Netzwerken, Blindleistungskompensation

- Ortskurven und Bode-Diagramme

- Wechselstrommesstechnik

- Schwingkreise, Filter, elektrische Leitungen

- Übertrager, Drehstrom, Energiewandler

- Einfache nichtlineare und aktive Bauelemente

- M. Albach, "Elektrotechnik", Pearson Studium (2011)

- T. Harriehausen, D. Schwarzenau, "Moeller Grundlagen der Elektrotechnik", Springer (2013)  

- R. Kories, H. Schmidt-Walter, "Taschenbuch der Elektrotechnik", Harri Deutsch (2010)

- C. Kautz, "Tutorien zur Elektrotechnik", Pearson (2009)

- A. Hambley, "Electrical Engineering: Principles and Applications", Pearson (2013)

- R. Dorf, "The Electrical Engineering Handbook", CRC (2006)

Themenschwerpunkte:

- Spannungen natürlichen Ursprungs

- Oszilloskop

- Charakterisierung von Signalen

- 2-Pole

- 4-Pole

- Leistung

- Anpassung

- Induktive Kopplung

- Resonanz

- HF-Technik

- Transistorschaltungen

- Messtechnik

- Materialien für die ET

- Alles, was Spass macht

Tietze, Schenk: "Halbleiterschaltungstechnik", Springer

The Hamiltonian approach to classical mechanics. Analysis of a simple oscillator.
Analysis of vibrations in a one-dimensional lattice.
Phononic bandgap
Introduction to quantum mechanics
Wave function, Schrödinger’s equation, observables and measurements.
Quantum mechanical harmonic oscillator and spectral decomposition.
Symmetries, conserved quantities, and the labeling of states.
Angular momentum
The hydrogen atom
Waves in periodic potentials
Reciprocal lattice and reciprocal lattice vectors
Band gap
Band diagrams
The free electron gas and the density of states
Fermi-Dirac distribution
Density of charge carriers in semiconductors
Conductivity in semiconductors. Engineering conductivity through doping.
The P-N junction (diode)
Light emitting diodes
Electromagnetic waves interacting with materials
Reflection and refraction
Photonic band gaps
Origins of magnetization
Hysteresis in ferromagnetic materials
Magnetic domains

1.Anikeeva, Beach, Holten-Andersen, Fink, Electronic, Optical and Magnetic Properties of Materials,
Massachusetts Institute of Technology (MIT), 2013

2.Hagelstein et al., Introductory Applied Quantum and Statistical Mechanics, Wiley 2004

3.Griffiths, Introduction to Quantum Mechanics, Prentice Hall, 1994

4.Shankar, Principles of Quantum Mechanics, 2nd ed., Plenum Press, 1994

5.Fick, Einführung in die Grundlagen der Quantentheorie, Akad. Verlagsges., 1979

6.Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8th ed., Wiley, 2004

7.Ashcroft, Mermin, Solid State Physics, Harcourt, 1976

8.Pierret, Semiconductor Fundamentals Vol. 1, Addison Wesley, 1988

9.Sze, Physics of Semiconductor Devices, Wiley, 1981

10.Saleh, Teich, Fundamentals of Photonics, 2nd ed., 2007

11.Joannopoulos, Johnson, Winn Meade, Photonic Crystals, 2nd ed., Princeton Universty Press, 2008

12.Handley, Modern Magnetic Materials, Wiley, 2000

13.Wikipedia, Wikimedia

• Atomaufbau und Periodensystem - Größen von Atomen und Ionen
• Atombindung und Kristallstruktur
• Mischkristalle und Phasenmischungen:
  Diffusion, Zustandsdiagramme, Ausscheidung und Korngrenzen
• Werkstoffeigenschaften
  Mechanische, thermische, elektrische, dielektrische Eigenschaften
• Metalle
• Halbleiter
• Keramiken und Gläser
• Polymere
• Magnetische Werkstoffe
• Elektrochemie:
  Oxidationszahlen, Elektrolyse, Energiezellen, Brennstoffzellen

H. Schaumburg: Einführung in die Werkstoffe der Elektrotechnik, Teubner (1993)

• Potenzreihen und elementare Funktionen
• Interpolation
• Integration (bestimmte Integrale, Hauptsatz, Integrationsregeln, uneigentliche Integrale, parameterabhängige Integrale)
• Anwendungen der Integralrechnung (Volumen und Mantelfläche von Rotationskörpern, Kurven und Bogenlänge, Kurvenintegrale
• numerische Quadratur
• periodische Funktionen und Fourier-Reihen

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

  
  

• Allgemeine Vektorräume: Teilräume, Euklidische Vektorräume
• Lineare Abbildungen: Basiswechsel, orthogonale Projektion, orthogonale Matrizen, Householder Matrizen
• Lineare Ausgleichsprobleme: Normalgleichungen, lineare diskrete Approximation
• Eigenwertaufgaben: Diagonalisierbarkeit von Matrizen, normale Matrizen, symmetrische und hermitische Matrizen
• Systeme linearer Differentialgleichungen
• Matrix-Faktorisierungen: LR-Zerlegung, QR-Zerlegung, Schur-Zerlegung, Jordansche Normalform, Singulärwertzerlegung

Die Veranstaltung ist inhaltlich mit dem Modul "Mechanik II" so verzahnt, dass die Lineare Algebra die Verfahren rechtzeitig vermittelt, die für die Mechanik gebraucht werden. Umgekehrt, liefert die Mechanik regelmäßig den Anwendungsbezug für die Mathematik.

Es werden Matlab-Demonstratoren in der Vorlesung und zum Download bereitgestellt, um die Vorlesungsinhalte besser zu visualisieren und praktisch ausprobieren zu können.

• T. Arens u.a. : Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009
• W. Mackens, H. Voß: Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• W. Mackens, H. Voß: Aufgaben und Lösungen zur Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• G. Strang: Lineare Algebra, Springer-Verlag, 2003 
• G. und S. Teschl: Mathematik für Informatiker, Band 1, Springer-Verlag, 2013
  
  

• Lineare Abbildungen: Basiswechsel, orthogonale Projektion, orthogonale Matrizen, Householder Matrizen
• Lineare Ausgleichsprobleme: QR-Zerlegung, Normalgleichungen, lineare diskrete Approximation
• Eigenwertaufgaben: Diagonalisierbarkeit von Matrizen, normale Matrizen, symmetrische und hermitische Matrizen, Jordansche Normalform, Singulärwertzerlegung
• Systeme linearer Differentialgleichungen

Die Veranstaltung ist inhaltlich mit dem Modul "Mechanik II" so verzahnt, dass die Lineare Algebra die Verfahren rechtzeitig vermittelt, die für die Mechanik gebraucht werden. Umgekehrt, liefert die Mechanik regelmäßig den Anwendungsbezug für die Mathematik.

Es werden Matlab-Demonstratoren in der Vorlesung und zum Download bereitgestellt, um die Vorlesungsinhalte besser zu visualisieren und praktisch ausprobieren zu können.

Zusätzlich zu den Präsenzübungen werden Online-Tests eingesetzt, die sowohl den Studierenden als auch den Lehrenden Feedback zum Lernstand geben.

• W. Mackens, H. Voß: Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• W. Mackens, H. Voß: Aufgaben und Lösungen zur Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
  

Objektorientierte Analyse und Entwurf:

• Objektorientierte Programmierung in C++ und Java 
• generische Programmierung
• UML
• Entwurfsmuster
  

 Datenstrukturen und Algorithmen:

• Komplexität von Algorithmen
• Suchen, Sortieren, Hashing,
• Stapel, Schlangen, Listen
• Bäume (AVL, Heap, 2-3-4, Trie, Huffman, Patricia, B),
• Mengen, Prioritätswarteschlangen
  
• gerichtete und ungerichtete Graphen (Spannbäume, kürzeste und längste Wege)

Praktikumsversuche

"Digitale Schaltungen"   Prof. Grigat

"Halbleiter-Bauelemente"  Prof. Jacob

"Mikrocontroller"    Prof. Falk

"Analoge Schaltungen"  Prof. Werner

"Leistung im Wechselstromkreis"     Prof. Becker

"Elektrische Maschinen"  Prof. Do

Einführung, Messsysteme und Messfehler, Wahrscheinlichkeitstheorie, Messung stochastischer Signale, Beschreibung gemessener Signale,
Erfassung analoger Signale, Praktische Messdatenerfassung

Puente León, Kiencke: Messtechnik, Springer 2012
Lerch: Elektrische Messtechnik, Springer 2012

Weitere Literatur wird in der Veranstaltung bekanntgegeben.

- Systematische Berechnung linearer, elektrischer Netzwerke

- Berechnung von N-Tor-Netzwerken

- Periodische Anregung von linearen Netzwerken

- Einschaltvorgänge im Zeitbereich

- Einschaltvorgänge im Frequenzbereich; Laplace-Transformation

- M. Albach, "Grundlagen der Elektrotechnik 1", Pearson Studium (2011)

- M. Albach, "Grundlagen der Elektrotechnik 2", Pearson Studium (2011)

- L. P. Schmidt, G. Schaller, S. Martius, "Grundlagen der Elektrotechnik 3", Pearson Studium (2011)

- T. Harriehausen, D. Schwarzenau, "Moeller Grundlagen der Elektrotechnik", Springer (2013) 

- R. C. Dorf, J. A. Svoboda, "Introduction to electrical circuits", Wiley (2006)

- L. Moura, I. Darwazeh, "Introduction to Linear Circuit Analysis and Modeling", Amsterdam Newnes (2005)

siehe korrespondierende Lehrveranstaltung

see interlocking course

• Einführung
• Kombinatorische Logik
• Sequentielle Logik
• Technologische Grundlagen
• Zahlendarstellungen und Rechnerarithmetik
• Grundlagen der Rechnerarchitektur
• Speicher-Hardware
• Ein-/Ausgabe
  

• A. Clements. The Principles of Computer Hardware. 3. Auflage, Oxford University Press, 2000.
• A. Tanenbaum, J. Goodman. Computerarchitektur. Pearson, 2001.
• D. Patterson, J. Hennessy. Rechnerorganisation und -entwurf. Elsevier, 2005.
  

Grundzüge der Differential- und Integralrechnung mehrerer Variablen:

• Differentialrechnung mehrerer Veränderlichen
• Mittelwertsätze und Taylorscher Satz
• Extremwertbestimmung
• Implizit definierte Funktionen
• Extremwertbestimmung bei Gleichungsnebenbedinungen
• Newton-Verfahren für mehrere Variablen
• Bereichsintegrale
• Kurven- und Flächenintegrale
• Integralsätze von Gauß und Stokes

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

  
  

Grundzüge der Theorie und Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen

• Einführung und elementare Methoden
• Existenz und Eindeutigkeit bei Anfangswertaufgaben
• Lineare Differentialgleichungen
• Stabilität und qualitatives Lösungsverhalten
• Randwertaufgaben und Grundbegriffe der Variationsrechnung
• Eigenwertaufgaben
• Numerische Verfahren zur Integration von Anfangs- und Randwertaufgaben
• Grundtypen bei partiellen Differentialgleichungen

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

  
  

Elektrisches Feld: Coulomb´sches Gesetz, Potenzial, Kondensator, Kraft und Energie, Kapazitiven Antriebe

Magnetisches Feld: Kraft, Fluss, Durchflutungssatz, Feld an Grenzflächen, elektrisches Ersatzschaltbild, Hysterese, Induktion, Transformator, Magnetische Antriebe

Synchronmaschine: Funktionsprinzip, Aufbau, Verhalten bei Leerlauf und Kurzschluss, Ersatzschaltbild und Zeigerdiagramm, Schrittantriebe

Gleichstrommaschinen: Funktionsprinzip, Aufbau, Drehmomenterzeugung, Betriebskennlinien, Kommutierung, Wendepole und Kompensationswicklung,

Asynchronmaschine: Funktionsprinzip, Aufbau, Ersatzschaltbild und Kreisdiagramm, Betriebskennlinien, Auslegung des Läufers,

Drehzahlvariable Antrieb mit Frequenzumrichtern, Sonderbauformen elektrischer Maschinen

Hermann Linse, Roland Fischer: "Elektrotechnik für Maschinenbauer", Vieweg-Verlag; Signatur der Bibliothek der TUHH: ETB 313

Ralf Kories, Heinz Schmitt-Walter: "Taschenbuch der Elektrotechnik"; Verlag Harri Deutsch; Signatur der Bibliothek der TUHH: ETB 122

"Grundlagen der Elektrotechnik" - anderer Autoren

Fachbücher "Elektrische Maschinen"

- Maxwellsche Gleichungen in integraler und differentieller Form

- Rand- und Sprungbedingungen

- Energieerhaltungssatz und Ladungserhaltungssatz

- Klassifikation elektromagnetischen Feldverhaltens

- Integrale Größen zeitunabhängiger Felder (R,L,C)

- Allgemeine Lösungsverfahren für die Poissongleichung

- Elektrostatische Felder und ihre speziellen Lösungsmethoden

- Magnetostatische Felder und ihre speziellen Lösungsmethoden

- Elektrische Strömungsfelder und ihre speziellen Lösungsmethoden

- Kraftwirkung in zeitunabhängigen Feldern

- Numerische Methoden zur Lösung zeitunabhängiger Probleme

Der praktische Umgang mit numerischen Methoden wird durch interaktives Bearbeiten von MATLAB-Programmen in besonders vorbereiteten Vorlesungen geübt.

- G. Lehner, "Elektromagnetische Feldtheorie: Für Ingenieure und Physiker", Springer (2010)

- H. Henke, "Elektromagnetische Felder: Theorie und Anwendung", Springer (2011)

- W. Nolting, "Grundkurs Theoretische Physik 3: Elektrodynamik", Springer (2011)

- D. Griffiths, "Introduction to Electrodynamics", Pearson (2012)

- J. Edminister, " Schaum's Outline of Electromagnetics", Mcgraw-Hill (2013)

- Richard Feynman, "Feynman Lectures on Physics: Volume 2", Basic Books (2011)

• Einführung in die Signal- und Systemtheorie
• Signale
  • Klassifikation von Signalen
    • Zeitkontinuierliche und zeitdiskrete Signale
    • Analoge und digitale Signale
    • Deterministische und zufällige Signale
  • Beschreibung von LTI-Systemen durch Differentialgleichungen bzw. Differenzengleichungen
  • Grundlegende Eigenschaften von Signalen und grundlegende Operationen
  • Elementare Signale
  • Distributionen
  • Leistung und Energie von Signalen
  • Korrelationsfunktionen deterministischer Signale
    • Autokorrelationsfunktion
    • Kreuzkorrelationsfunktion
    • Orthogonale Signale
    • Anwendungen der Korrelation
      
• Lineare zeitinvariante Systeme (linear time-invariant (LTI) systems)
  • Linearität
  • Zeitinvarianz
  • Beschreibung von LTI-Systemen durch Impulsantwort und Übertragungsfunktion
  • Faltung
  • Faltung und Korrelation
  • Eigenschaften von LTI-Systemen
  • Kausale Systeme
  • Stabile Systeme
  • Gedächtnislose Systeme
    
• Fourier-Reihe und Fourier-Transformation
  • Fourier-Transformation zeitkontinuierlicher, zeitdiskreter, periodischer und nicht-periodischer Signale
  • Eigenschaften der Fourier-Transformation
  • Fourier-Transformation einiger elementarer Signale
  • Parsevalsches Theorem
• Analyse von LTI-Systemen und Signalen im Frequenzbereich
  • Übertragungsfunktion, Betragsfrequenzgang, Phasengang
  • Übertragungsfaktor, Dämpfung, Gewinn
  • Frequenzselektive und nicht-frequenzselektive LTI-Systeme
  • Bandbreite-Definitionen
  • Grundlegende Typen von Systemen (Filtern): Tiefpass, Hochpass, Bandpass, Bandsperre
  • Phasenlaufzeit und Gruppenlaufzeit
  • Linearphasige Systeme
  • Verzerrungsfreie Systeme
  • Spektralanalyse mit begrenztem Beobachtungsfenster: Leck-Effekt
• Laplace-Transformation
  • Zusammenhang von Fourier-Transformation und Laplace-Transformation
  • Eigenschaften der Laplace-Transformation
  • Laplace-Transformation einiger elementarer Signale
• Analyse von LTI-Systemen im s-Bereich
  • Übertragungsfunktion von LTI-Systemen
  • Zusammenhang von Laplace-Transformation, Betragsfrequenzgang und Phasengang
  • Analyse von LTI-Systemen mit Pol-Nullstellen-Diagrammen
  • Allpass-Filter
  • Minimalphasige, maximalphasige und gemischtphasige Filter
  • Stabile Systeme
• Abtastung
  • Abtasttheorem
  • Rekonstruktion des zeitkontinuierlichen Signals in Frequenz- und Zeitbereich
  • Überabtastung
  • Aliasing
  • Abtastung mit Pulsen endlicher Dauer, Sample and Hold
  • Dezimierung und Interpolation
• Zeitdiskrete Fourier-Transformation (Discrete-Time Fourier Transform (DTFT))
  • Zusammenhang zwischen Fourier-Transformation und DTFT
  • Eigenschaften der DTFT
• Diskrete Fourier-Transformation (Discrete Fourier Transform (DFT))
  • Zusammenhang zwischen DTFT und DFT
  • Zyklische Eigenschaften der DFT
  • DFT-Matrix
  • Zero-Padding
  • Zyklische Faltung
  • Schnelle Fourier-Transformation (Fast Fourier Transform (FFT))
  • Anwendung der DFT: Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM)
• Z-Transformation     
  • Zusammenhang zwischen Laplace-Transformation, DTFT, und z-Transformation
  • Eigenschaften der z-Transformation
  • Z-transform einiger elementarer zeitdiskreter Signale

• Zeitdiskrete Systeme, Digitale Filter

  • FIR und IIR Filter
  • Z-Transformation digitaler Filter
  • Analyse zeitdiskreter Systeme mit Pol-Nullstellen-Diagrammen im z-Bereich
  • Stabilität
  • Allpass-Filter
  • Minimalphasige, maximalphasige und gemischtphasige Filter
  • Linearphasige Filter

• T. Frey , M. Bossert , Signal- und Systemtheorie, B.G. Teubner Verlag 2004

• K. Kammeyer, K. Kroschel, Digitale Signalverarbeitung, Teubner Verlag.

• B. Girod ,R. Rabensteiner , A. Stenger , Einführung in die Systemtheorie, B.G. Teubner, Stuttgart, 1997

• J.R. Ohm, H.D. Lüke , Signalübertragung, Springer-Verlag 8. Auflage, 2002

• S. Haykin, B. van Veen: Signals and systems. Wiley.

• Oppenheim, A.S. Willsky: Signals and Systems. Pearson.

• Oppenheim, R. W. Schafer: Discrete-time signal processing. Pearson.

Es werden Projekte aus dem ganzen Anwendungsbereich der Elektrotechnik bearbeitet. Dabei werden typischerweise Prototypen von Funktionseinheiten oder ganzen Systemen gebaut. Beispiele sind: Radargeräte, Sensornetzwerke, Amateurfunkgeräte, leistungselektronische Umrichter, diskrete Rechner, Kraftmikroskope. Die Projekte werden jedes Jahr neu konzipiert.

Alle zur Durchführung der Projekte sinnvollen Quellen (Skripte, Fachbücher, Manuals, Datenblätter, Internetseiten). / All sources that are useful for completion of the projects (lecture notes, textbooks, manuals, data sheets, internet pages).

Grundzüge der Theorie und Numerik partieller Differentialgleichungen

• Beispiele für partielle Differentialgleichungen
• quasilineare Differentialgleichungen erster Ordnung
• Normalformen linearer Differentialgleichungen zweiter Ordnung
• harmonische Funktionen und Maximumprinzip
• Maximumprinzip für die Wärmeleitungsgleichung
• Wellengleichung
• Lösungsformel nach Liouville
• spezielle Funktionen
• Differenzenverfahren
• finite Elemente 

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

  
  

Grundzüge der Funktionentheorie

• Funktionen einer komplexen Variable
• Komplexe Differentiation
• Konforme Abbildungen
• Komplexe Integration
• Cauchyscher Hauptsatz
• Cauchysche Integralformel
• Taylor- und Laurent-Reihenentwicklung
• Singularitäten und Residuen
• Integraltransformationen: Fourier und Laplace-Transformation

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

  
  

Diese Vorlesung ist gedacht als Einführung in die Gebiete der Wellenausbreitung, -führung, - aussendung, und -empfang sowie der Elektromagnetischen Verträglichkeit. Die Themen der Vorlesung werden von Nutzen sein für alle Ingenieure/-innen, die technische Herausforderungen im Bereich der hochfrequenten / hochratigen Übermittlung von Daten in solchen Gebieten wie Medizintechnik, Automobiltechnik oder Avionik meistern müssen. Sowohl Schaltungs- als auch Feldkonzepte der Wellenausbreitung und der Elektromagnetischen Verträglichkeit werden eingeführt und besprochen. 

Themen:

- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektrischer Schaltungen
- Wechselstromanalyse elektrischer Schaltungen
- Fundamentale Eigenschaften und Phänome elektromagnetischer Felder und Wellen
- Beschreibung elektromagnetischer Felder und Wellen bei zeitlich harmonischer Anregung
- Nützliche Hochfrequenz-Netzwerkparameter
- Elektrisch lange Leitungen und wichtige Ergebnisse der Leitungstheorie
- Ausbreitung, Superposition, Reflektion und Brechung ebener Wellen
- Allgemeine Theorie der Wellenleiter
- Wichtigste Bauformen von Wellenleitern und ihre Eigenschaften
- Abstrahlung und grundlegende Antennenparameter
- Wichtigste Bauformen von Antennen und ihre Eigenschaften
- Numerische Methoden und CAD-Werkzeuge des Wellenleiter- und Antennenentwurfs
- Prinzipien der Elektromagnetischen Verträglichkeit
- Kopplungsmechanismen und Gegenmaßnahmen
- Schirmung, Erdung, Filterung
- Standards und Regulatorisches
- EMV-Messtechniken

- Zinke, Brunswig, "Hochfrequenztechnik 1", Springer (1999)

- J. Detlefsen, U. Siart, "Grundlagen der Hochfrequenztechnik", Oldenbourg (2012)

- D. M. Pozar, "Microwave Engineering", Wiley (2011)

- Y. Huang, K. Boyle, "Antenna: From Theory to Practice", Wiley (2008)

- H. Ott, "Electromagnetic Compatibility Engineering", Wiley (2009)

- A. Schwab, W. Kürner, "Elektromagnetische Verträglichkeit", Springer (2007)

In this class an introduction to computer networks with focus on the Internet and its security is given. Basic functionality of complex protocols are introduced. Students learn to understand these and identify common principles. In the exercises these basic principles and an introduction to performance modelling are addressed using computing tasks and (virtual) labs.

In the second part of the lecture an introduction to Internet security is given.

This class comprises:

• Application layer protocols (HTTP, FTP, DNS)
• Transport layer protocols (TCP, UDP)
• Network Layer (Internet Protocol, routing in the Internet)
• Data link layer with media access at the example of Ethernet
• Multimedia applications in the Internet
• Network management
• Internet security: IPSec
• Internet security: Firewalls

• Kurose, Ross, Computer Networking - A Top-Down Approach, 6th Edition, Addison-Wesley
• Kurose, Ross, Computernetzwerke - Der Top-Down-Ansatz, Pearson Studium; Auflage: 6. Auflage
• W. Stallings: Cryptography and Network Security: Principles and Practice, 6th edition

Further literature is announced at the beginning of the lecture.

• Aufbau und Entwicklungstendenzen der elektrischen Energieversorgung 
• Aufgaben und historische Entwicklung
• symmetrische Drehstromsysteme
• Grundlagen und Modellierung von Netzen
  • Leitungen
  • Transformatoren
  • Synchronmaschinen
  • Asynchronmaschinen
  • Lasten und Kompensation
    
  • Netzaufbau und Schaltanlagen
    
• Grundlagen der Energieumwandlung
  
  • Elektromechanische Energiewandlung
  • Thermodynamische Grundlagen
  • Kraftwerkstechnik
  • Regenerative Energieumwandlung
    
• Netzberechnung
  
  • Netzmodellierung
  • Lastflussrechnung
  • Ausfallkriterium
    
• Symmetrische Kurzschlussberechnung, Kurzschlussleistung
  
• Netz- und Kraftwerksregelung
• Netzschutz
• Grundlagen der Netzplanung
• Grundlagen der elektrischen Energiewirtschaft und -märkte
  

K. Heuck, K.-D. Dettmann, D. Schulz: "Elektrische Energieversorgung", Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2013

A. J. Schwab: "Elektroenergiesysteme", Springer, 5. Auflage, 2017

R. Flosdorff: "Elektrische Energieverteilung" Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2008

• Aufbau und Entwicklungstendenzen der elektrischen Energieversorgung 
• Aufgaben und historische Entwicklung
• symmetrische Drehstromsysteme
• Grundlagen und Modellierung von Netzen
  • Leitungen
  • Transformatoren
  • Synchronmaschinen
  • Asynchronmaschinen
  • Lasten und Kompensation
    
  • Netzaufbau und Schaltanlagen
    
• Grundlagen der Energieumwandlung
  
  • Elektromechanische Energiewandlung
  • Thermodynamische Grundlagen
  • Kraftwerkstechnik
  • Regenerative Energieumwandlung
    
• Netzberechnung
  
  • Netzmodellierung
  • Lastflussrechnung
  • Ausfallkriterium
    
• Symmetrische Kurzschlussberechnung, Kurzschlussleistung
  
• Netz- und Kraftwerksregelung
• Netzschutz
• Grundlagen der Netzplanung
• Grundlagen der elektrischen Energiewirtschaft und -märkte

K. Heuck, K.-D. Dettmann, D. Schulz: "Elektrische Energieversorgung", Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2013

A. J. Schwab: "Elektroenergiesysteme", Springer, 5. Auflage, 2017

R. Flosdorff: "Elektrische Energieverteilung" Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2008

• Aufgaben der Mechanik
  
• Modelbildung und Modelelemente
  
• Kraftwinder, Vektorrechnung
  
• Räumliche Kräftesysteme und Gleichgewicht
• Lagerung von Körpern, Charakterisierung der Lagerung gebundener Systeme
  
• Ebene und räumliche Fachwerke
• Schnittkräfte am Balken und in Rahmentragwerken, Streckenlasten, Klammerfunktion
  
• Gewichtskraft und Schwerpunkt, Volumen-, Flächen- und Linienmittelpunkte
• Mittelpunktsberechnung über Integrale, Zusammengesetzte Körper
• Haft- und Gleitreibung
• Seilreibung
  

In der Mechanik I wird eine e-Learning Plattform mit interaktiven Videos von Experimenten entwickelt. Hierdurch wird eine Verbindung von Theorie und Anwendung erzeugt. Außerdem wurde eine enge Verzahnung mit der Mathematik I vorgenommen und die Inhalte der beiden Lehrveranstaltungen aufeinander abgestimmt.

Innere Kräfte und Momente am Balken

In der Mechanik I wird eine e-Learning Plattform mit interaktiven Videos von Experimenten entwickelt. Hierdurch wird eine Verbindung von Theorie und Anwendung erzeugt. Außerdem wurde eine enge Verzahnung mit der Mathematik I vorgenommen und die Inhalte der beiden Lehrveranstaltungen aufeinander abgestimmt.

Innere Kräfte und Momente am Balken

In der Mechanik I wird eine e-Learning Plattform mit interaktiven Videos von Experimenten entwickelt. Hierdurch wird eine Verbindung von Theorie und Anwendung erzeugt. Außerdem wurde eine enge Verzahnung mit der Mathematik I vorgenommen und die Inhalte der beiden Lehrveranstaltungen aufeinander abgestimmt.

- Theorie und prinzipielles Verhalten quasistationärer Felder

- Induktion und Induktionsgesetz

- Skin Effekt und Wirbelströme

- Abschirmung zeitlich veränderlicher magnetischer Felder

- Theorie und prinzipielles Verhalten voll dynamischer Felder

- Wellen-Gleichung und Eigenschaften ebener Wellen

- Polarisation und Superposition ebener Wellen

- Reflexion und Brechung ebener Wellen an Grenzflächen

- Theorie der Wellenleiter

- Rechteckhohlleiter, planarer optischer Wellenleiter

- elektrische und magnetische Dipolstrahlung

- Einfache Antennen-Arrays

Der praktische Umgang mit numerischen Methoden wird durch interaktives Bearbeiten von MATLAB-Programmen in besonders vorbereiteten Vorlesungen geübt.

- G. Lehner, "Elektromagnetische Feldtheorie: Für Ingenieure und Physiker", Springer (2010)

- H. Henke, "Elektromagnetische Felder: Theorie und Anwendung", Springer (2011)

- W. Nolting, "Grundkurs Theoretische Physik 3: Elektrodynamik", Springer (2011)

- D. Griffiths, "Introduction to Electrodynamics", Pearson (2012)

- J. Edminister, "Schaum's Outline of Electromagnetics", Mcgraw-Hill (2013)

1. Finite precision arithmetic, error analysis, conditioning and stability
2. Linear systems of equations: LU and Cholesky factorization, condition
   
3. Interpolation: polynomial, spline and trigonometric interpolation
   
4. Nonlinear equations: fixed point iteration, root finding algorithms, Newton's method
   
5. Linear and nonlinear least squares problems: normal equations, Gram Schmidt and Householder orthogonalization, singular value decomposition, regularizatio, Gauss-Newton and Levenberg-Marquardt methods
   
6. Eigenvalue problems: power iteration, inverse iteration, QR algorithm
7. Numerical differentiation
   
8. Numerical integration: Newton-Cotes rules, error estimates, Gauss quadrature, adaptive quadrature
   

• Gander/Gander/Kwok: Scientific Computing: An introduction using Maple and MATLAB, Springer (2014)
  
• Stoer/Bulirsch: Numerische Mathematik 1, Springer
• Dahmen, Reusken: Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer
  
  

• Einführung in die Nachrichtentechnik
• Open Systems Interconnection (OSI) Referenzmodell
• Komponenten eines digitalen Kommunikationssystems
• Grundlagen der Signal- und Systemtheorie
  • Analoge und digitale Signale
  • Prinzip der Analog-Digital-Wandlung (A/D)
  • Deterministische und zufällige Signale
  • Leistung und Energie von Signalen
  • Lineare zeitinvariante Systeme (LTI-Systeme)
  • Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM)
• Einführung in die Stochastik
• Wahrscheinlichkeits-Theorie
  • Zufallsexperimente
  • Wahrscheinlichkeitsmodell, Wahrscheinlichkeitsraum, Ereignisraum
  • Definitionen von Wahrscheinlichkeit
    • Wahrscheinlichkeit nach Bernoulli/Laplace
    • Wahrscheinlichkeit nach van Mises, relative Häufigkeit
    • Bertrand’s Paradoxon
    • Axiomatische Definition von Wahrscheinlichkeit nach  Kolmogorov
    • Wahrscheinlichkeit disjunkter und nicht-disjunkter Ereignisse
    • Venn-Diagramme
  • Kontinuierliche und diskrete Zufallsvariablen
    • Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (probability density function (pdf)), Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion(cumulative distribution function (cdf))
    • Erwartungswert, Mittelwert, Median, quadratischer Erwartungswert, Varianz, Standardabweichung, höhere Momente
    • Beispiele für Wahrscheinlichkeitsverteilungen (Bernoulli-Verteilung, Zweipunktverteilung, Gleichverteilung, Gauß-Verteilung (Normalverteilung), Rayleigh-Verteilung, etc.)
  • Mehrere Zufallsvariablen
    • Bedingte Wahrscheinlichkeit, Verbundwahrscheinlichkeit
    • Bedingte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, Verbundwahrscheinlichkeitsdichtefunktion
    • Satz von Bayes
    • Korrelationskoeffizient
    • Zweidimensionale Gaussverteilung
    • Statistisch unabhängige, unkorrelierte und orthogonale Zufallsvariablen
    • Unabhängige, identisch verteilte Zufalssvariablen (independent identically distributed (iid) random variables)
    • Eigenschaften von Erwartungswert und Varianz
    • Kovarianz
    • Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion und Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion der Summe statistisch unabhängiger Zufallsvariablen
    • Zentraler Grenzwertsatz
  • Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen bei der Datenübertragung
• Zeitkontinuierliche und zeitdiskrete Zufallsprozesse
  • Beispiele für Zufallsprozesse
  • Scharmittelwert und Zeitmittelwert
  • Ergodische Zufallsprozesse
  • Quadratischer Mittelwert und Varianz
  • Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (pdf) und Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (cdf)
  • Verbundwahrscheinlichkeitsdichtefunktion (pdf) und Verbundwahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (cdf)
  • Statistisch unabhängige, unkorrelierte und orthogonale Zufallsprozesse
  • Stationäre Zufallsprozesse
  • Korrelationsfunktionen: Autocorrelationsfunktion, Kreuzkorrelationsfunktion, mittlere Autokorrelationsfunktion nicht-stationärer Zufallsprozesse, Autokorrelations- und Kreuzkorrelationsfunktion stationärer Zufallsprozesse, Autokovarianzfunktion, Kreuzkovarianzfunktion
  • Autocorrelationsmatrix, Kreuzkkorrelationsmatrix, Autokovarianzmatrix, Kreuzkovarianzmatrix
  • Pseudo-noise Sequenzen, Anwendungsbeispiel: Codemultiplex (code division multiple access (CDMA))
  • Autocorrelationsfunktion, Leistungsdichtespektrum (power spectral density (psd)), Signalleistung, Einstein-Wiener-Khintchine Beziehungen
  • Weißes gaußsches Rauschen
• Filterung von Zufallssignalen durch LTI-Systeme
  • Transformation der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion
  • Transformation des Mittelwerts
  • Transformation des Leistungsdichtespektrums
  • Korrelationsfunktionen zwischen Eingangs- und Ausgangssignal
  • Filterung von weißem gaußschem Rauschen
  • Bandbegrenzung zur Begrenzung der Rauschleistung
  • Preemphase und Deemphase
• Kompandierung, mu-law, A-law
• Funktionen von Zufallsvariablen
  • Transformation von Wahrscheinlichkeiten und der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion
  • Anwendung: Nicht-lineare Verstärker
• Funktionen von zwei Zufallsvariablen
  • Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion
  • Beispiele: Rayleigh-Verteilung, Betrag eines OFDM-Signals, Betrag eines empfangenen Funksignals
• Übertragungskanäle und Kanalmodelle
  • Leitungsgebundene Kanäle: Telefonkabel, Koaxialkabel, Glasfaserkabel
  • Funkkanäle: Fading-Kanäle, Unterwasserkanäle
  • Frequenzselektive und nicht-frequenzselektive Kanäle
  • AWGN (additive white Gaussian noise) Kanal
  • Signal- zu Rauschleistungsverhältnis (signal to noise power ratio (SNR))
  • Zeitdiskrete Kanalmodelle
  • Zeitdiskrete gedächtnislose Kanäle (discrete memoryless channels (DMC))
• Analog-Digitalwandlung
  • Abtastung
    • Abtasttheorem
  • Pulsmodulation
    • Pulsamplitudenmodulation (pulse-amplitude modulation (PAM))
    • Pulsdauermodulation, Pulsbreitenmodulation (pulse-duration modulation (PDM), pulse-width modulation (PWM))
    • Puls-Pausenmodulation (pulse-position modulation (PPM))
    • Pulse-code-Modulation (PCM)
  • Quantisierung
    • Lineare Quantisierung, Midtread- und Midrise-Characteristik
    • Quantisierungsfehler, Quantisierungsrauschen
    • Signal-zu-Quantisierungsrauschleistungsverhältnis
    • Nichtlineare Quantisierung, Kompressor-Charakteristik, mu-law, A-law
    • Sprachübertragung mit PCM
  • Differentielle Pulse-Code-Modulation (DPCM)
    • Lineare Prädiktion nach dem Minimum Mean Squared Error (MMSE) Kriterium
    • DPCM mit Vorwärts- und Rückwärtsprädiktion
    • SNR-Gewinn von DPCM über PCM
    • Delta-Modulation
• Grundlagen der Informationstheorie und Codierung
  • Definitionen von Information: Selbst-Informationsgehalt, Entropie
  • Binäre Entropiefunktion
  • Quellencodierungs-Theorem
  • Quellencodierung: Huffman-Code
  • Mutual information und Kanalkapazität
  • Kanalkapazität des AWGN-Kanals und des AWGN-Kanals mit binärem Eingangssymbolalphabet
  • Kanalcodierungs-Theorem
  • Prinzipien der Kanalcodierung: Coderate und Datenrate, Hamming-Distanz, minimale Hamming-Distanz, Fehlererkennung und Fehlerkorrektur
  • Beispiele für Kanalcodes: Block-Codes und Faltungscodes, Wiederholungscode, Single Parity Check Code, Hamming-Code, Turbo-Codes
• Kombinatorik
  • Variation mit und ohne Zurücklegen
  • Kombination mit und ohne Zurücklegen
  • Permutation, Permutation von Multisets
  • Wordfehlerwahrscheinlichkeit linearer Block-Codes
• Basisband-Übertragung
  • Pulsformung: Non-return to zero (NRZ) Rechteck-Pulse, Manchester-Pulse, Raised-Cosine-Pulse, Wurzel-Raised-Cosine-Pulse, Gauss-Pulse
  • Sendesignalenergie, mittlere Energie pro Symbol
  • Leistungsdichtespektrum von Basisbandsignalen
  • Bandbreite-Definitionen
  • Bandbreiten-Effizienz, spektrale Effizienz
  • Intersymbol-Interferenz (ISI)
  • Erste und zweite Nyquist-Bedingung
  • Augendiagramme
  • Empfangsfilter-Entwurf: Signalangepasstes Filter (Matched Filter)
  • Matched-Filter Empfänger und Korrelationsempfänger
  • Wurzel-Nyquist-Pulsformung
  • Zeitdiskretes AWGN-Kanalmodell
• Maximum a Posteriori probability (MAP) und Maximum Likelihood (ML) Detektion
• Bitfehlerwahrscheinlichkeit bei binärer Übertragung über AWGN Kanäle mit antipodaler oder on-off-Signalisierung

• Bandpass-Übertragung mit Trägermodulation

  • Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation, Phasenmodulation
  • Lineare digitale Modulationsverfahren: On-off keying (OOK), phase-shift keying (PSK), amplitude shift keying (ASK), quadrature amplitude shift keying (QAM)

K. Kammeyer: Nachrichtenübertragung, Teubner

P.A. Höher: Grundlagen der digitalen Informationsübertragung, Teubner.

M. Bossert: Einführung in die Nachrichtentechnik, Oldenbourg.

J.G. Proakis, M. Salehi: Grundlagen der Kommunikationstechnik. Pearson Studium.

J.G. Proakis, M. Salehi: Digital Communications. McGraw-Hill.

S. Haykin: Communication Systems. Wiley

J.G. Proakis, M. Salehi: Communication Systems Engineering. Prentice-Hall.

J.G. Proakis, M. Salehi, G. Bauch, Contemporary Communication Systems. Cengage Learning.

• dotierte Halbleiter (Halbleiter, Kristalstruktur, Bändermodell, Dotierung, effektive Masse, Zustandsdichte, Besetzungswahrscheinlichkeiten, Massenwirkungsgesetz, Übergänge zwischen Energieniveaus, Ladungsträgerlebensdauer, Leitungsmechanismen: Feldstrom- und Diffusionsstrom; Gleichgewicht in Halbleitern, Halbleitergleichungen)
• Der pn-Übergang (Stromloser Zustand, Bandverlauf der Sperrschicht im stromlosen Zustand, Gleichstromverhalten, Herleitung der Kennlinie, Berücksichtigung der Sperrschichtrekombination, Wechselstrom- und Schaltverhalten, Durchbruchmechanismen, verschiedene Diodentypen: Zener-Diode, Tunnel-Diode, Rückwärtsdiode, Photodiode, LED, Laserdioden)
• Der Bipolartransistor (Funktionsprinzip, statisches Verhalten: Berechnung von Basis-, Kollektor- und Emitterstrom, Betriebsmodi; Nichtidealitäten: reale Dotierung, Earlyeffekt, Durchbruch, Generation-Rekombinationsstrom und Hochstromeffekt; Ebers-Moll-Modell: Kennlinienfeld, Ersatzschaltbild; Frequenzantwort, Schaltverhalten, Transistor mit Heteroübergang)
• Unipolare Bauelemente (Halbleiter-Randschichten: Oberflächenzustände, Austrittsarbeit, Bändermodell; Metall-Halbleiter-Kontakte: Schottky-Kontakt, Strom-Spannung-Abhängigkeit, Ohmscher Kontakt; Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor: Funktionsprinzip, Strom-Spannungs-Kennlinie, Kleinsignal-Verhalten, Durchbruchsverhalten; MESFET: Funktionsprinzip,  selbstleitender und selbstsperrender MESFET; MIS-Struktur: Akkumulation, Verarmung, Inversion, starke Inversion, Flachband-Spannung, Oxidladungen, Schwellenspannung, Kapazität-Spannungs-Verhalten; MOSFET: Aufbau, Funktionsprinzip, Strom-Spannungs-Kennlinie, Frequenzverhalten, Subthreshold-Verhalten, Schwellenspannung, Bauelement-Skalierung; CMOS)

S.M. Sze: Semiconductor devices, Physics and Technology, John Wiley & Sons (1985)F. Thuselt: Physik der Halbleiterbauelemente, Springer (2011)

T. Thille, D. Schmitt-Landsiedel: Mikroelektronik, Halbleiterbauelemente und deren Anwendung in elektronischen Schaltungen, Springer (2004)

B.L. Anderson, R.L. Anderson: Fundamentals of Semiconductor Devices, McGraw-Hill (2005)

D.A. Neamen: Semiconductor Physics and Devices, McGraw-Hill (2011)

M. Shur: Introduction to Electronic Devices, John Wiley & Sons (1996)

S.M. Sze: Physics of semiconductor devices, John Wiley & Sons (2007)

H. Schaumburg: Halbleiter, B.G. Teubner (1991)

A. Möschwitzer: Grundlagen der Halbleiter-&Mikroelektronik, Bd1 Elektronische Halbleiterbauelemente, Carl Hanser (1992)

Signale und Systeme

• Lineare Systeme, Differentialgleichungen und Übertragungsfunktionen
• Systeme 1. und 2. Ordnung, Pole und Nullstellen, Impulsantwort und Sprungantwort
• Stabilität

Regelkreise

• Prinzip der Rückkopplung: Steuerung oder Regelung
• Folgeregelung und Störunterdrückung
• Arten der Rückführung, PID-Regelung
• System-Typ und bleibende Regelabweichung
• Inneres-Modell-Prinzip

Wurzelortskurven

• Konstruktion und Interpretation von Wurzelortskurven
• Wurzelortskurven von PID-Regelkreisen

Frequenzgang-Verfahren

• Frequenzgang, Bode-Diagramm
• Minimalphasige und nichtminimalphasige Systeme
• Nyquist-Diagramm, Nyquist-Stabilitätskriterium, Phasenreserve und Amplitudenreserve
• Loop shaping, Lead-Lag-Kompensatoren
• Frequenzgang von PID-Regelkreisen

Totzeitsysteme

• Wurzelortskurve und Frequenzgang von Totzeitsystemen
• Smith-Prädiktor

Digitale Regelung

• Abtastsysteme, Differenzengleichungen
• Tustin-Approximation, digitale PID-Regler

Software-Werkzeuge

• Einführung in Matlab, Simulink, Control Toolbox
• Rechnergestützte Aufgaben zu allen Themen der Vorlesung

• Werner, H., Lecture Notes „Introduction to Control Systems“
• G.F. Franklin, J.D. Powell and A. Emami-Naeini "Feedback Control of Dynamic Systems", Addison Wesley, Reading, MA, 2009
• K. Ogata "Modern Control Engineering", Fourth Edition, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 2010
• R.C. Dorf and R.H. Bishop, "Modern Control Systems", Addison Wesley, Reading, MA 2010

Diese Veranstaltung führt in grundlegende Konzepte, Methoden und Begriffe der Quantenmechanik ein, die in den Materialwissenschaften wichtig sind. Anwendungen werden anhand konkreter Beispiele aus dem Bereich elektronischer und optischer Bauelemente diskutiert.

Zentrale Begriffe und Themen sind:

Schrödinger-Gleichung, Wellenfunktionen, Operatoren, Eigenzustände, Eigenwerte, Quantentöpfe, harmonischer Oszillator, Tunnelprozesse, resonante Tunneldiode, Bandstruktur, Zustandsdichte, Besetzungsverteilung,  Zener-Diode, stationäre Störungsrechnung am Beispiel des Quantum Confined Stark Effekts, Fermis Goldene Regel und Übergangsmatrixelemente, Heterostrukturlaser, Quantenkaskadenlaser, Vielteilchensysteme, Moleküle und Austauschwechselwirkung, Quantenbits und Quantenkryptographie

• David J. Griffiths: "Quantenmechanik, eine Einführung", Pearson (2012), ISBN 978-3-8632-6514-4.
• David K. Ferry: "Quantum Mechanics", IOP Publishing (1995), ISBN 0-7503-0327-1 (hbk) bzw. 0-7503-0328-X (pbk).
• M. Jaros: " Physics and Applications of Semiconductor Microstructures ", Clarendon Press (1989), ISBN: 0-19-851994-X bzw. 0-19-853927-4 (Pbk).
• Randy Harris, "Modernes Physik Lehr- und Übungsbuch",  2. aktualisierte Auflage, Kapitel 3-10, Pearson (2013), ISBN 978-3-86894-115-9.
• Michael A Nielsen and Isaac L. Chuang: "Quantum Computation and Quantum Informatioin", 10. Auflage, Cambridge University Press (2011), ISBN: 1107002176 9781107002173.
• Hiroyuki  Sagawa and Nobuaki Yoshida: "Fundamentals of Quantum Information", World Scientific Publishing (2010), ISBN-13: 978-9814324236.

- Bildgebende Systeme
- Assistenzsysteme im OP
- Medizintechnische Sensorsysteme
- Medizintechnische Informationssysteme
- Regulatorische Rahmenbedingungen
- Standards in der Medizintechnik
Durch problembasiertes Lernen erfolgt die Vertiefung der Methoden aus der Vorlesung. Dies erfolgt in Form von Gruppenarbeit. 

Bernhard Priem, "Visual Computing for Medicine", 2014
Heinz Handels, "Medizinische Bildverarbeitung", 2009 (https://katalog.tub.tuhh.de/Record/745558097)
Valery Tuchin, "Tissue Optics - Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnosis", 2015
Olaf Drössel, "Biomedizinische Technik - Medizinische Bildgebung", 2014
H. Gross, "Handbook of Optical Systems", 2008 (https://katalog.tub.tuhh.de/Record/856571687)
Wolfgang Drexler, "Optical Coherence Tomography", 2008
Kramme, "Medizintechnik", 2011
Thorsten M. Buzug, "Computed Tomography", 2008
Otmar Scherzer, "Handbook of Mathematical Methods in Imaging", 2015
Weishaupt, "Wie funktioniert MRI?", 2014
Paul Suetens, "Fundamentals of Medical Imaging", 2009
Vorlesungsunterlagen

Die Vorlesung Technische Mechanik II führt die Grundkonzepte der Kontinuumsmechanik ein und lehrt, wie diese im Rahmen der sogenannten Elastostatik dazu genutzt werden können, um die elastische Verformung mechanischer Körper unter Belastung zu beschreiben. Schwerpunkte der Vorlesung sind:

• Grundbegriffe der Kontinuumsmechanik: Spannungen, Verzerrungen, Materialgesetze
  
• Dehnstab
• Torsionsstab
• Balken: Biegung, Querschnittskennwerte, Querkraftschub
  
• Energiemethoden: Satz von Betti, Satz von Maxwell, 2. Satz von Castigliano, Satz von Menabrea
  
• Festigkeitsrechnung: Normalspannungshypothese, Schubspannungshypothese, Hypothese der Gestaltänderungsenergie
• Stabilität mechanischer Strukturen: Eulerscher Knickstab
  

• Gross, D., Hauger, W., Schröder, J., Wall, W.A.: Technische Mechanik 1, Springer
• Gross, D., Hauger, W., Schröder, J., Wall, W.A.: Technische Mechanik 2 Elastostatik, Springer

Inhalt:

• Wiederholung Halbleiterphysik und Dioden
• Funktionsweise und Kennlinien von bipolaren Transistoren
  
• Grundschaltungen mit bipolaren Transistoren
• Funktionsweise und Kennlinien von MOS-Transistoren
  
• Grundschaltungen mit MOS-Transistoren für Verstärker
• Operationsverstärker und ihre Anwendungen
• Typische Anwendungsfälle in der digitalen und analogen Schaltungstechnik
• Realisierung logischer Funktionen
• Grundschaltungen mit MOS-Transistoren für kombinatorische Logikgatter
• Schaltungen für die Speicherung von binären Daten
• Grundschaltungen mit MOS-Transistoren für sequentielle Logikgatter
• Grundkonzepte von Analog-Digital- sowie Digital-Analog-Wandlern

U. Tietze und Ch. Schenk, E. Gamm, Halbleiterschaltungstechnik, Springer Verlag, 14. Auflage, 2012, ISBN 3540428496

R. J. Baker, CMOS - Circuit Design, Layout and Simulation, J. Wiley & Sons Inc., 3. Auflage, 2011, ISBN: 047170055S

H. Göbel, Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik, Berlin, Heidelberg Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011, ISBN: 9783642208874 ISBN: 9783642208867

URL: http://site.ebrary.com/lib/alltitles/docDetail.action?docID=10499499

URL: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-20887-4

URL: http://ebooks.ciando.com/book/index.cfm/bok_id/319955

URL: http://www.ciando.com/img/bo

Inhalt:

• Grundschaltungen und Kennlinien von bipolaren Transistoren
• Grundschaltungen und Kennlinien von MOS-Transistoren für Verstärker
• Realisierung und Dimensionierung von Operationsverstärkern 
• Realisierung logischer Funktionen
• Grundschaltungen mit MOS-Transistoren für kombinatorische und sequentielle Logikgatter
• Schaltungen für die Speicherung von binären Daten
• Schaltungen für Analog-Digital- sowie Digital-Analog-Wandler
• Dimensionierung beispielhafter Schaltungen

U. Tietze und Ch. Schenk, E. Gamm, Halbleiterschaltungstechnik, Springer Verlag, 14. Auflage, 2012, ISBN 3540428496

R. J. Baker, CMOS - Circuit Design, Layout and Simulation, J. Wiley & Sons Inc., 3. Auflage, 2011, ISBN: 047170055S

H. Göbel, Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik, Berlin, Heidelberg Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011, ISBN: 9783642208874 ISBN: 9783642208867

URL: http://site.ebrary.com/lib/alltitles/docDetail.action?docID=10499499

URL: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-20887-4

URL: http://ebooks.ciando.com/book/index.cfm/bok_id/319955

URL: http://www.ciando.com/img/bo

• Introduction
• Specifications and Modeling
• Embedded/Cyber-Physical Systems Hardware
• System Software
• Evaluation and Validation
• Mapping of Applications to Execution Platforms
• Optimization
  

• Peter Marwedel. Embedded System Design - Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems. 2^nd Edition, Springer, 2012., Springer, 2012.
  

• Introduction
• Specifications and Modeling
• Embedded/Cyber-Physical Systems Hardware
• System Software
• Evaluation and Validation
• Mapping of Applications to Execution Platforms
• Optimization

• Peter Marwedel. Embedded System Design - Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems. 2^nd Edition, Springer, 2012., Springer, 2012.