Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2023
Elektrotechnik und Informationstechnologie Bachelor  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 1. Semester | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fächer der Basisprüfung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Basisprüfungsblock A | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 227-0003-00L | Digitaltechnik | O | 4 KP | 2V + 2U | M. Luisier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Grundbegriffe analog - digital, logische Gatter, Transistoren, Zahlendarstellung, kombinatorische und sequenzielle Schaltungen, Boole'sche Algebra, Karnaugh-Diagramme, endliche Automaten, Speicher und Rechenmodule in der CMOS-Technik. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Es werden die Grundkonzepte der Digitaltechnik eingeführt und die wesentlichen Baublöcke zum Aufbau komplexer Digitalsysteme wie Automaten präsentiert. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Grundbegriffe analog - digital, logische Verknüpfungen, Boole'sche Algebra, Schaltungsanalyse, Schaltungssynthese, Karnaugh-Diagramme, Hazards, Zahlensysteme (Zweierkomplement), binäre Codes. Der MOS-Transistor als Schalter, Grundschaltungen in statischer CMOS-Technik und mit Transmissionsgates, statisches und dynamisches Verhalten, zeitabhängige binäre Schaltungen (Latch, Flipflop), Register, Speicher (DRAM, SRAM, ROM, EPROM), asynchrone und synchrone Zähler, endliche Automaten (Folgezustandstabelle, Automatengraph), Rechenschaltungen (Addierer und Multiplexer), Grundstruktur von Mikroprozessoren. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Manuskript zu allen Lektionen, Übungen mit Musterlösungen. https://iis-students.ee.ethz.ch/lectures/digital-circuits/ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Literatur wird in den jeweiligen Vorlesungseinheiten benannt. Zugriff auf das Buch «J. Reichardt, "Digitaltechnik: eine Einfuehrung mit VHDL", 5. Auflage, De Gruyter Studium, 2021.» wird online durch die ETH Bibliothek bereitgestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Keine speziellen Voraussetzungen erforderlich. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 401-0151-00L | Lineare Algebra  | O | 5 KP | 3V + 2U | M. Auer, V. C. Gradinaru | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Inhalt: Lineare Gleichungssysteme - der Algorithmus von Gauss, Matrizen - LR-Zerlegung, Determinanten, Vektorräume, Ausgleichsrechnung - QR-Zerlegung, Lineare Abbildungen, Eigenwertproblem, Normalformen -Singulärwertzerlegung; numerische Aspekte. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Einführung in die Lineare Algebra für Ingenieure unter Berücksichtigung numerischer Aspekte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | eigenes Aufschrieb und K. Nipp / D. Stoffer, Lineare Algebra, vdf Hochschulverlag, 5. Auflage 2002 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | K. Nipp / D. Stoffer, Lineare Algebra, vdf Hochschulverlag, 5. Auflage 2002 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 227-0001-00L | Netzwerke und Schaltungen I | O | 4 KP | 2V + 2U | C. Franck | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Dieser Kurs führt die Studierenden in die Grundlagen der Elektrotechnik und der elektrischen Netze ein und vermittelt die grundlegenden physikalischen Phänomene sowie die benötigten mathematischen Berechnungsmethoden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Grössen Spannung und Strom sowie die Eigenschaften der Grundelemente elektrischer Schaltungen (Kondensator, Widerstand, Induktivität) vor dem Hintergrund elektrischer und magnetischer Felder verstehen. Schaltungselemente in ihrer technischen Ausführung mathematisch beschreiben, analysieren und letztlich auslegen können. Die Strom- und Spannungsverteilungen von Netzwerken mit Gleichspannungs- oder -stromquellen berechnen können. Die Induktionswirkung zeitlich veränderlicher magn. Felder verstehen und für zugeordnete technische Anwendungen mathematisch formulieren können. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Elektrostatisches Feld; Stationäres elektrisches Strömungsfeld; Einfache elektrische Netzwerke; Stromleitungsmechanismen; Stationäres Magnetfeld; Zeitlich veränderliches elektromagnetisches Feld. Um den Analyse- und Syntheseschritt der Ingenieurpraxis abzubilden, behandeln die Rechenübungen die mathematische Beschreibung praktischer technischer Systeme, sowie deren Funktionsanalyse und Dimensionierungsfragen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Manfred Albach, Elekrotechnik ISBN 978-3-86894-398-6 (2020) ergänzt durch Vorlesungsfolien | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Manfred Albach, Elekrotechnik 978-3-86894-398-6 (2020) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 151-0223-10L | Technische Mechanik | O | 4 KP | 2V + 2U + 1K | P. Tiso | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Einführung in die Technische Mechanik: Kinematik, Statik und Dynamik von starren Körpern und Systemen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Einfache Problemstellungen der technischen Mechanik können analysiert und gelöst werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Grundlagen: Lage und Geschwindigkeit materieller Punkte, starre Körper, ebene Bewegung, Kinematik starrer Körper, Kraft, Moment, Leistung. Statik: Äquivalenz und Reduktion von Kräftegruppen, Kräftemittelpunkt und Massenmittelpunkt, Gleichgewicht, Prinzip der virtuellen Leistungen, Hauptsatz der Statik, Bindungen, Analytische Statik, Reibung. Dynamik: Beschleunigung, Trägheitskräfte, Prinzip von d'Alembert, Newtonsches Bewegungsgesetz, Impulssatz, Drallsatz, Drall bei ebenen Bewegungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | ja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | M. B. Sayir, J. Dual, S. Kaufmann, E. Mazza: Ingenieurmechanik 1, Grundlagen und Statik. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015. M. B. Sayir, S. Kaufmann: Ingenieurmechanik 3, Dynamik. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Basisprüfungsblock B | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 401-0231-10L | Analysis 1 Studierende im BSc EEIT können alternativ auch 401-1261-07L Analysis I: eine Variable (für BSc Mathematik, BSc Physik und BSc IN (phys.-chem. Fachrichtung)) belegen und den zugehörigen Jahreskurs prüfen lassen. Studierende im BSc EEIT, welche 401-1261-07L/401-1262-07L Analysis I: eine Variable/Analysis II: mehrere Variablen anstelle von 401-0231-10L/401-0232-10L Analysis 1/Analysis 2 belegen möchten, wenden sich vor der Belegung an ihren Studiengang. | O | 8 KP | 4V + 3U | T. Rivière | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Reelle und komplexe Zahlen, Grenzwerte, Folgen, Reihen, Potenzreihen, stetige Abbildungen, Differential- und Integralrechnung einer Variablen, Einführung in gewöhnliche Differentialgleichungen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Einführung in die Grundlagen der Analysis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Christian Blatter: Ingenieur-Analysis (Kapitel 1-4) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Konrad Koenigsberger, Analysis I. Christian Blatter, Analysis I. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Obligatorische Praktika im Basisjahr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0005-10L | Digitaltechnik Praktikum | O | 1 KP | 1P | A. Emboras, M. Luisier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Grundbegriffe analog - digital, Zahlendarstellung, kombinatorische und sequenzielle Schaltungen, Boole'sche Algebra, Karnaugh-Diagramme. Endliche Automaten. Speicher und Rechenmodule in CMOS-Technik, programmierbare Logikschaltungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Vertiefung der Inhalte aus Vorlesung und Übung, Umgang mit Designsoftware Quartus II und Oszilloskop | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Die Inhalte des Praktikums Digitaltechnik sollen die Themen aus der gleichnamigen Vorlesung und Übung ergänzen und weiter vertiefen. Dazu werden mit der Designsoftware Quartus II für logische Schaltungen verschiedene Schaltungen graphisch entworfen und auf einem Evaluationsboard getestet. Dabei wird unter anderem eine 7-Segment-Anzeige angesteuert, ein Addierer aufgebaut und verschiedene Arten von Latches und Flip-Flops erstellt. Zum Abschluss des Praktikums soll ein kleiner Synthesizer realisiert werden, mit dem selbsterstellte Melodien abgespielt werden können. Gleichzeitig wird der Umgang mit einem modernen Oszilloskop vermittelt, das eine Analyse der programmierten Schaltungen über sein digitalen und analogen Eingänge ermöglicht. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Manuskript zu allen Versuchen. https://iis-students.ee.ethz.ch/lectures/digital-circuits/praktikum/ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Keine speziellen Voraussetzungen erforderlich | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 252-0865-00L | Vorkurs Informatik | O | 1 KP | 1P | M. Schwerhoff | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Veranstaltung bietet eine Einführung in die Grundlagen der Programmierung mit C++. Es wird keine Programmiererfahrung vorausgesetzt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verständnisaufbau für grundlegende Konzepte der imperativen Programmierung sowie für das systematische Herangehen an Programmierprobleme. Studierende können einfache C++-Programme lesen und schreiben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Diese Veranstaltung führt Sie in die Grundlagen des Programmierens mit C++ ein. Programmieren bedeutet, einem Computer eine Abfolge von Befehlen zu erteilen, deren Abarbeitung ein bestimmtes Problem löst. Der Kurs setzt sich wie folgt zusammen: - Allgemeine Einführung in die Informatik: Entwicklung, Ziele, elementare Konzepte - Interaktives Tutorial zum Selbststudium als Einführung in C++: behandelt werden Variablen, Datentypen, Verzweigungen und Schleifen - Einführung in das systematische Lösen von Programmierproblemen mittels schrittweiser Verfeinerung - Zwei kleine Programmierprojekte: praktische Anwendung der gelernten Grundlagen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Das Lernmaterial ist vollständig online verfüg- und nutzbar; die Programmierprojekte werden in einer Online-Entwicklungsumgebung umgesetzt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 3. Semester: Prüfungsblöcke | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prüfungsblock 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 401-0353-00L | Analysis 3 | O | 4 KP | 2V + 2U | M. Iacobelli | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | In this lecture we treat problems in applied analysis. The focus lies on the solution of quasilinear first order PDEs with the method of characteristics, and on the study of three fundamental types of partial differential equations of second order: the Laplace equation, the heat equation, and the wave equation. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | The aim of this class is to provide students with a general overview of first and second order PDEs, and teach them how to solve some of these equations using characteristics and/or separation of variables. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | 1.) General introduction to PDEs and their classification (linear, quasilinear, semilinear, nonlinear / elliptic, parabolic, hyperbolic) 2.) Quasilinear first order PDEs - Solution with the method of characteristics - COnservation laws 3.) Hyperbolic PDEs - wave equation - d'Alembert formula in (1+1)-dimensions - method of separation of variables 4.) Parabolic PDEs - heat equation - maximum principle - method of separation of variables 5.) Elliptic PDEs - Laplace equation - maximum principle - method of separation of variables - variational method | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Y. Pinchover, J. Rubinstein, "An Introduction to Partial Differential Equations", Cambridge University Press (12. Mai 2005) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Prerequisites: Analysis I and II, Fourier series (Complex Analysis) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 402-0053-00L | Physics II | O | 8 KP | 4V + 2U | A. Imamoglu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | The goal of the Physics II class is an introduction to quantum mechanics | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | To work effectively in many areas of modern engineering, such as renewable energy and nanotechnology, students must possess a basic understanding of quantum mechanics. The aim of this course is to provide this knowledge while making connections to applications of relevancy to engineers. After completing this course, students will understand the basic postulates of quantum mechanics and be able to apply mathematical methods for solving various problems including atoms, molecules, and solids. Additional examples from engineering disciplines will also be integrated. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Content: - Wave mechanics: the old quantum theory - Postulates and formalism of Quantum Mechanics - First application: the quantum well and the harmonic Oscillator - QM in three dimension: the Hydrogen atom - Identical particles: Pauli's principle - Crystalline Systems and band structures - Quantum statistics - Approximation Methods - Applications in Engineering - Entanglement and superposition | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Lecture notes (hand-written) will be distributed via the Moodle interface | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | David J. Griffiths, "Introduction to quantum mechanics" Second edition, Cambridge University Press. Link | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Prerequisites: Physics I. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 227-0045-00L | Signal- und Systemtheorie I | O | 4 KP | 2V + 2U | H. Bölcskei | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Signaltheorie und Systemtheorie (zeitkontinuierlich und zeitdiskret): Signalanalyse im Zeit- und Frequenzbereich, Signalräume, Hilberträume, verallgemeinerte Funktionen, lineare zeitinvariante Systeme, Abtasttheoreme, zeitdiskrete Signale und Systeme, digitale Filterstrukturen, diskrete Fourier-Transformation (DFT), endlich-dimensionale Signale und Systeme, schnelle Fouriertransformation (FFT). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Einführung in die mathematische Signaltheorie und Systemtheorie. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Signaltheorie und Systemtheorie (zeitkontinuierlich und zeitdiskret): Signalanalyse im Zeit- und Frequenzbereich, Signalräume, Hilberträume, verallgemeinerte Funktionen, lineare zeitinvariante Systeme, Abtasttheoreme, zeitdiskrete Signale und Systeme, digitale Filterstrukturen, diskrete Fourier-Transformation (DFT), endlich-dimensionale Signale und Systeme, schnelle Fouriertransformation (FFT). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Vorlesungsskriptum, Übungsskriptum mit Lösungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 252-0836-00L | Informatik II | O | 4 KP | 2V + 2U | M. Schwerhoff, F. Friedrich Wicker | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Der Kurs behandelt die Grundlagen des Entwurfs und der Analyse von Algorithmen und Datenstrukturen, einschliesslich Graphentheorie und -problemen. Er bietet eine Einführung in generisches, sowie paralleles, Programmieren. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verständnis des Entwurfs, der Analyse und der Implementation fundamentaler Algorithmen und Datenstrukturen. Überblick über die Konzepte des generischen und parallelen Programmierens. Erfahrung bei der praktischen Umsetzung all dessen in C++. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | * Asymptotische Laufzeit (algorithmische Komplexität) * Fundamentale algorithmische Probleme, z.B. Suchen, Sortieren, kürzeste Wege, Spannbäume * Klassische Datenstrukturen, z.B. Suchbäume, balancierte Bäume, Heaps, Hashtabellen * Graphentheorie und -probleme * Problemlösungsstrategien als Entwurfsmuster für Algorithmen, z.B. Induktion, Divide-and-Conquer, Backtracking, dynamische Programmierung * Generisches Programmieren: C++-Templates, Funktionen höherer Ordnung, Lambdas, Closures * Paralleles Programmieren: (Un)abhängigkeit von Berechnungen, Parallelität und Nebenläufigkeit, geteilter Speicher, Wettlaufsituationen, wechselseitiger Ausschluss, Kommunikation und Synchronisation Im Übungsbetrieb wird das Verständnis durch theoretische und/oder Programmieraufgaben (C++, Code Expert) vertieft. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Das gesamte Material (Folien, Vorlesungsaufzeichnungen, Beispiele, Übungen, etc.) wird auf der Kurswebseite bzw. auf Code Expert veröffentlicht. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | * T. Ottmann, P. Widmayer: Algorithmen und Datenstrukturen, Spektrum-Verlag, 5. Auflage, Heidelberg, Berlin, Oxford, 2011 * T. H. Cormen, C. E. Leiserson, R. Rivest, C. Stein: Algorithmen - Eine Einführung, Oldenbourg, 2010 * B. Stroustrup, The C++ Programming Language, 4th Edition, Addison-Wesley, 2013. * B. Stroustrup, A Tour of C++, 3rd Edition, Addison-Wesley, 2022 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Informatik I | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| Prüfungsblock 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0077-10L | Halbleiter-Schaltungstechnik | O | 4 KP | 2V + 2U | H. Wang | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Einführungsvorlesung in die Halbleiter-Schaltungstechnik. Der Transistor als aktives Bauelement. Analyse und Entwurf transistorbasierter elektronischer Schaltungen wie Verstärker und Filter; Operationsverstärker und darauf basierende Schaltungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Moderne elektronische Schaltungen auf Transistorbasis haben unser Leben verändert und spielen in unserer Wirtschaft seit einem halben Jahrhundert eine Schlüsselrolle. Das Hauptziel dieser Vorlesung ist es, den Studenten das Konzept des aktiven Bauteils näher zu bringen. Dies beinhaltet Operationsverstärker und deren Anwendung für Verstärkerschaltungen, für Signalaufbereitung, Schaltfunktionen und Filter. Zusätzlich zur Behandlung von typischen elektonischen Schaltungen, welche in üblichen Anwendungen einschliesslich Gruppenarbeiten und Fachpraktika anzutreffen sind, können die Studenten ihre Kenntnisse linearer Schaltungen, welche auf nicht-linearen Bauteilen basieren, vertiefen. Auch auf Nichtidealitäten elektronischer Schaltungen und auf Entwurfskonzepte (als Gegenteil der Analyse) wird eingegangen. Die Veranstaltung stellt eine Voraussetzung für Themengebiete wie analoge, integrierte Schaltungen, HF-Schaltungen für drahtlose Kommunikation, A/D und D/A-Wandler und Optoelektronik dar, welche in höheren Semestern angeboten werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Rekapitulation des Transistors als Bauteil (bipolar und MOSFET), Gross- und Kleinsignalverhalten, Arbeitspunkt und Arbeitspunkteinstellung. Eintransistorverstärker, einfache Rückkopplung zur Arbeitspunkteinstellung. Frequenzgang von einfachen Verstärkern. Methoden zur Bandbreitenerweiterung. Differenzverstärker, Operationsverstärker, Verstärker mit variabler Bandbreite. Instrumentierungsverstärker: Gleichtaktunterdrückung, Rauschen, Störsignale, Chopper-Technik. Transimpedanzverstärker. Aktive Filter: einfache aktive Filter, Filter mit biquadratischen Stufen. Filter höherer Ordnung, Realisierung mit biquadratischen Stufen und mit Leiterstruktur. Switched-Cap-Filter. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Göbel, H.: Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 6th edition, 2019. Pederson, D.O. and Mayaram, K.: Analog Integrated Circuits for Communication. Springer US, 2nd edition, 2008. Sansen, W.M.C.: Analog Design Essentials. Springer US, 1st edition, 2006. Su, K.L.: Analog Filters. Springer US, 2nd edition, 2002. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 401-0053-00L | Diskrete Mathematik ab HS 2024 neu als Lerneinheit 227-0033-01L | O | 4 KP | 2V + 1U | D. Adjiashvili | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Einführung in Grundlagen der diskreten Mathematik: Kombinatorik (elementare Zählprobleme), Graphentheorie, Algebra, und Anwendungen davon. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Entwicklung eines guten Verständnisses von einigen der prominentesten Gebiete der diskreten Mathematik. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Semester: Obligatorisches Praktikum im 2. Studienjahr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0079-10L | Halbleiter-Schaltungstechnik Praktikum | O | 1 KP | 1P | H. Wang | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Praktikum mit grundlegenden Versuchsschaltungen auf der Basis von Transistoren und Operationsverstärkern. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Moderne elektronische Schaltungen auf Transistorbasis haben unser Leben verändert und spielen in unserer Wirtschaft seit einem halben Jahrhundert eine Schlüsselrolle. Das Hauptziel dieser Vorlesung ist es, den Studenten das Konzept des aktiven Bauteils näher zu bringen. Dies beinhaltet Operationsverstärker und deren Anwendung für Verstärkerschaltungen, für Signalaufbereitung, Schaltfunktionen und Filter. Zusätzlich zur Behandlung von typischen elektonischen Schaltungen, welche in üblichen Anwendungen einschliesslich Gruppenarbeiten und Fachpraktika anzutreffen sind, können die Studenten ihre Kenntnisse linearer Schaltungen, welche auf nicht-linearen Bauteilen basieren, vertiefen. Auch auf Nichtidealitäten elektronischer Schaltungen und auf Entwurfskonzepte (als Gegenteil der Analyse) wird eingegangen. Die Veranstaltung stellt eine Voraussetzung für Themengebiete wie analoge, integrierte Schaltungen, HF-Schaltungen für drahtlose Kommunikation, A/D und D/A-Wandler und Optoelektronik dar, welche in höheren Semestern angeboten werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Kennenlernen und Verstehen von grundsätzlichen Transistor- und Operationsverstärkerschaltungen. Selbständiger Aufbau und Inbetriebnahme von einfachen Schaltungen inkl. Speisungsentkopplung. Durchführen und Verstehen verschiedener, grundsätzlicher Messmethoden wie DC- und AC-Analyse, Messungen im Zeit- und Frequenzbereich, Impedanzmessungen und Messung der Transfercharakteristik. Im Praktikum werden folgende Themen und Schaltungen näher behandelt: Charakterisierung einer realen Kapazität inklusive Nichtidealitäten; Common-Emitter Transistorverstärker mit Widerstandsgegenkopplung; Charakterisierung eines realen Verstärkers mit Nicht-idealitäten; Verstärkergrundschaltungen; Bandpassfilter mit Verstärker, Widerständen und Kapazitäten; A/D und D/A-Wandler; Oszillator und Funktionsgenerator auf Verstärkerbasis. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Praktika, Projekte, Seminare Es müssen mindestens 15 KP aus der Kategorie "Praktika, Projekte, Seminare" erworben werden. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Allgemeines Fachpraktikum | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0095-10L | Allgemeines Fachpraktikum I Einschreibung über das Online-Tool (EE-Website: Studies -> Bachelor Program -> Third Year -> Laboratory Courses) | W | 2 KP | 2P | Professor/innen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Im Fachpraktikum wird der Lehrstoff der ersten vier Semester und des dritten Studienjahres im Labor erprobt und gefestigt. Darüber hinaus besteht die Mögllichkeit, sich in so genannten Softwarekursen spezifische Kenntnisse von Programmpaketen anzueignen (MATLAB etc.). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Praktische Anwendung der im Grundstudium erworbenen Kenntnisse. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Einschreibung über das Online-Tool, Link | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0096-10L | Allgemeines Fachpraktikum II Einschreibung über das Online-Tool (EE-Website: Studies -> Bachelor Program -> Third Year -> Laboratory Courses) | W | 4 KP | 4P | Professor/innen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Im Fachpraktikum wird der Lehrstoff der ersten vier Semester und des dritten Studienjahres im Labor erprobt und gefestigt. Darüber hinaus besteht die Mögllichkeit, sich in so genannten Softwarekursen spezifische Kenntnisse von Programmpaketen anzueignen (MATLAB etc.). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Praktische Anwendung der im Grundstudium erworbenen Kenntnisse. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Einschreibung über das Online-Tool, Link | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Projekte & Seminare Die Belegung ist ausschliesslich für Studierende im BSc Elektrotechnik und Informationstechnologie ab Freitag vor Semesterbeginn möglich. Plätze werden über das P&S-Bewerbungstool (https://psapp.ee.ethz.ch/) zugeteilt. Bitte belegen Sie nur P&S für die Sie sich über das Tool bewerben. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0085-01L | P&S: Amateurfunk-Kurs Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar. | W | 1.5 KP | 1P | J. Leuthold | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Der Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Der Amateurfunk ermöglicht es, drahtlos über weite Distanzen zu kommunizieren. Doch darf eine Amateurfunk-Station nicht ohne Weiteres betrieben werden. Voraussetzung ist das Ablegen der Amateurfunkprüfung HB3 oder HB9 beim BAKOM. In diesem Kurs werden wir einen Überblick über die wichtigsten Themengebiete des Amateurfunks bieten. Im praktischen Teil werdet ihr unter anderem die Gelegenheit haben, das Funkgerät selbst in die Hand zu nehmen. In einem Portabel-Ausflug (nicht testatpflichtig) werden wir zudem draussen eine mobile Funkstation aufbauen und bedienen. Nach dem Kurs habt ihr die Möglichkeit, die HB9-Prüfung abzulegen. Mit der Prüfung in der Tasche könnt ihr dann auch die Funkbude des AMIV auf dem ETZ-Dach verwenden oder auch eure eigene Anlage aufbauen und betreiben. Voraussetzung für das Testat ist eine aktive Teilnahme am Kurs, nicht das Bestehen der BAKOM-Prüfung. Eine erfolgreiche Funkverbindung zu einer anderen Station ist ebenfalls Teil der Testatbedingung. Das Lernmaterial wird in der ersten Kursstunde ausgegeben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0085-03L | P&S: COMSOL Design Tool – Design of Optical Components Findet dieses Semester nicht statt. Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar. | W | 3 KP | 3P | J. Leuthold | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Der Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Simulation tools are becoming an essential accessory for scientists and engineers for the development of new devices and study of physical phenomena. More and more disciplines rely on accurate simulation tools to get insight and also to accurately design novel devices. COMSOL is a powerful multiphysics simulation tool. It is used for a wide range of fields, including electromagnetics, semiconductors, thermodynamics and mechanics. In this P&S we will focus on the rapidly growing field of integrated photonics. During hands-on exercises, you will learn how to accurately model and simulate various optical devices, which enables high-speed optical communication. At the end of the course, students will gain practical experience in simulating photonic components by picking a small project in which certain photonic devices will be optimized to achieve required specifications. These simulated devices find applications in Photonic Integrated Circuits (PICs) on chip-scale. Course website: https://blogs.ethz.ch/ps_comsol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | No previous knowledge of simulation tools is required. A basic understanding of electromagnetics is helpful but not mandatory. The course will be taught in English. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0085-04L | P&S: Microcontrollers for Sensors and the Internet of Things Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar. | W | 4 KP | 4P | P. Mayer, M. Magno | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Der Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Ultra Low Power Microcontroller (MCU) – Firmware Programming and Sensors Interfacing using Arm Cortex-M (STM32) Microcontrollers Microprocessors are used to execute extensive and generic applications. In contrast to that, microcontrollers (MCUs) are low-cost and low-power embedded chips with program memory and data memory built into the device. They are widely used to execute simple tasks within one specific application domain (i.e., sensor devices, wearable systems, and IoT devices). Microcontrollers demand precise and resource-saving programming. Therefore, it is necessary to know the processor architecture, relevant hardware peripherals (clocks, timers, interrupts, ADC, serial interfaces, etc.), and their implementation in the targeted device. The STM32 family from STMicroelectronics has gained popularity in the industry due to its large product portfolio, solid documentation, and ease of use. This course aims to develop a basic understanding of hard and software concepts for embedded systems and their application in real-world problems. A combination of theory (20%) and practical implementation (80%) should enable students to conduct high-level firmware programming for microcontrollers. Besides programming the MCU, this includes the interaction with analog and digital sensors, data management, on-device processing, and wireless data exchange. More advanced topics, such as hardware-accelerated digital signal processing (DSP), machine learning, and real-time operating systems, will be discussed as part of individual projects if needed. The main programming language will be C. The course will be taught in English. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 227-0085-05L | P&S: FPGA in Quantum Computing with Superconducting Qubits Die Lerneinheit kann nur einmal belegt werden. Eine wiederholte Belegung in einem späteren Semester ist nicht anrechenbar. | W | 3 KP | 3P | M. Magno, K. Akin | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Der Bereich Praktika, Projekte, Seminare umfasst Lehrveranstaltungen in unterschiedlichen Formaten zum Erwerb von praktischen Kenntnissen und Fertigkeiten. Ausserdem soll selbstständiges Experimentieren und Gestalten gefördert, exploratives Lernen ermöglicht und die Methodik von Projektarbeiten vermittelt werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | FPGAs are used in wide range of applications including video processing, machine learning, cryptography and radar signal processing, thanks to their flexibility and massive parallel processing power. Recently FPGAs have become important in quantum signal processing where high amount of data should be analyzed in a short time to use quantum setups most efficiently. In addition, FPGAs are used for quantum state detection and feedback generation, which have to be performed in the scale of hundreds of nanoseconds. The goal of this course is to understand the FPGA based signal processing for superconducting circuits based quantum experiments. The course participants will learn the implementation techniques of the modules for fast quantum signal acquisition and processing, the electronics supporting quantum experiments, and FPGA programming. You will implement quantum signal processing and quantum state detection modules using Xilinx FPGA, Verilog HDL, and high speed ADC. The course will be taught in English. No prior knowledge in quantum physics or FPGA is required, still a good knowledge in any coding language (for example C or Java) is required. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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