Zeichnungsgrundlagen
Darstellungsarten, Masseintragung
Zweck, Aufgaben und Ziele der Normung schildern
Ansichten unterscheiden
Ansichten nach der Projektionsmethode E anwenden
Bauteilzeichnungen in Datenblättern interpretieren
Einfache Werkstücke normgerecht vermassen
Schnitte an einfachen Werkstücken darstellen
Konstruktionsgrundlagen
Vorgaben und Randbedingungen in die konstruktive Lösung einbeziehen
Maschinenelemente wie Gewinde, Schrauben, Muttern für die Lösung verwenden
Lösungsansätze in Form von Ideenskizzen entwerfen
Einzelskizzen
Einzelne einfache Teile werkstatt- und normgerecht in Form einer Handskizze darstellen
Einzelskizzen (Werkstattzeichnungen) interpretieren


Elektrophysikalische Grundlagen
Strom, Stromdichte, Spannung
Stromwirkungen erläutern
Grössenordnung der Stromdichte von Anwendungen nennen
Stromstärke als Ladungsverschiebung pro Zeiteineinheit erklären
Spannung als Potentialdifferenz und Ausgleichsbestreben unterschiedlicher Ladungen erklären
Strom- und Spannungspfeile in Schemas festlegen
Berechnungen für Strom, Stromdichte und Spannung durchführen
Spezifischer Widerstand, Leitfähigkeit, Isolation
Begriffe unterscheiden und Definitionen erläutern
Leiterwiderstand und Leitwert
Widerstand und Leitwert berechnen
Widerstand als Bauelement
Werkstoffe für elektrische Widerstände (Bauelement) nach spezifischem Widerstand,
Temperaturkoeffizient und Langzeitstabilität nachschlagen und deuten
Bauform unterscheiden, Farbcode interpretieren, E-Reihe unterscheiden
Ohmsches Gesetz
Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand erklären
Einfache Schaltungen berechnen
Kirchhoffsche Sätze
Knoten- und Maschenregel anwenden
Sätze in Schaltungen mit mehreren Quellen anwenden
Temperaturabhängigkeit
Temperaturabhängigkeit von Bauelementen aus Kennlinien ablesen und anwenden
Widerstandsänderung bei Temperaturdifferenzen berechnen
Lineare und nichtlineare Widerstände
Lineare und nichtlineare Widerstände anhand von Kennlinien interpretieren
Leistung, Arbeit, Wirkungsgrad
Leistung und Arbeit unterscheiden und berechnen
Bedeutung des Wirkungsgrades erklären und Berechnungen durchführen
Schaltung von Widerständen
Serie- und Parallelschaltung
Schaltungen unterscheiden und berechnen
Gemischte Schaltungen
Einfache Schaltungen schrittweise vereinfachen
Ersatzwiderstand berechnen
Belastete und unbelastete Spannungsteiler
Schaltungen unterscheiden und berechnen
Einfluss der Belastung aufzeigen, belastetes Potentiometer dimensionieren
Unbelastete Brückenschaltung
Anwendungen aufzählen
Brückenschaltung berechnen


Kombinatorische Digitaltechnik 1. Teil
Begriffe und Symbole (4)
Analoge und digitale Signale unterscheiden
Begriffe: High, Low, Flanke, Bit, Byte, Nibble, LSB, MSB anwenden
Korrekte IEC-Symbole, Kennzeichnungen und Funktionen verwenden (gilt für den ganzen Bereich Hard- und Softwaretechnik)
US ANSI – Symbole in Schemas und Datenblätter interpretieren
Logische Grundfunktionen (4)
Logische Grundfunktionen anhand des Symbols, der Wertetabelle, der Funktionsgleichung und des Zeitdiagrammes unterscheiden
Schaltungsanalyse und Synthese (8)
Wertetabellen mit Eingangsvariablen und Ausgangsvariablen aufzeichnen
Mit disjunktiver Normalform die Funktionsgleichung aus Wertetabelle herauslesen
Schaltalgebraische Rechengesetze und KV-Diagramm zur Vereinfachung von Funktionsgleichungen mit bis zu vier Variablen anwenden
Kombinatorische Schaltungen entwickeln
Codes und Zahlensysteme (5)
Zahlensysteme umrechnen
Binär-, BCD-,Gray-Code, Unicode und ASCII-Code beschreiben
Arithmetische, logische Operationen (5)
Arithmetische und logische Operationen am Byte, Halb- und Volladdierer anwenden
Begriffe Übertrag und Überlauf beschreiben
Decoder, Multiplexer, Demultiplexer (4)
Funktion von Decodern, Multiplexern und Demultiplexern beschreiben und deren Aufgabe in Schaltungen erklären
Aufbau eines Mikrocontrollersystems 1. Teil
Systemaufbau (10)
Aufbau eines Minimalsystems und Funktion von Adress- Daten- und Steuerbus erklären
Aufbau und Funktionsweise eines Mikroprozessors beschreiben
Mikroprozessoren und Mikrocontroller unterscheiden
Prinzip, Anwendungen von digitalen Signalprozessoren aufzählen

Softwareentwicklung in C (Codierung) 1. Teil
Datentypen und Anweisungen einsetzen und erklären
Einfache Programme (Standardanweisungen) schreiben
Kontrollstrukturen (Verzweigungen, Schleifen) erstellen
Bibliotheksfunktionen (z.B. printf, sin(),…) anwenden
Problemlösungen vollständig und systematisch dokumentieren (Hardware- und Softwareanalyse, Testprotokoll und Kommentare im Code)
Algorithmen zu einfachen Problemen finden
Struktogramm und state-event-Diagramm erstellen
Struktogramm aus dem state-event-Diagramm übersetzen


Halbleiterbauelemente 1. Teil
Äussere Einwirkung von Wärme und elektrischem Feld auf Halbleiterwerkstoffe wiedergeben
Begriffe wie Einkristall, Eigenleitung, n- und p-Dotierung von Halbleiterwerkstoffen erklären
Symbole und Kennlinien von Silizium-, Schottky- und Z-Dioden unterscheiden
Einpuls- und Zweipuls- Gleichrichterschaltungen mit und ohne Ladekondensator erklären,
Dioden und Kondensatoren dimensionieren
Begrenzerschaltungen erklären
Reihenschaltungen mit Widerständen und Dioden berechnen
Abhängigkeit der Durchlassspannung und des Sperrstromes von der Temperatur erklären
Statischer und differentieller Widerstand anhand von Kennlinien bestimmen
Feldeffekt- (Selbstsperrender MOSFET, JFET) und Bipolartrans.
Symbole interpretieren
Kennlinien und Arbeitsweise erklären
Grenz- und Kenndaten im Gleichstrombetrieb bestimmen
Leit- und Schaltverlustleistungen von Transistoren ermitteln
Wärmewiderstand bestimmen und Kühlkörper dimensionieren
Transistorschaltstufen für ohmsche Lasten berechnen und Schaltzeiten optimieren


Spannungs- und Stromquellen
Arten, Eigenschaften
Ideale und reale Quelle unterscheiden
Arten von Spannungs- und Stromquellen wie galvanische Elemente (Primär- und Sekundärzelle),
Netzgeräte, Solarzellen nennen
Aufbau und wichtige Eigenschaften (Spannung, Kapazität, Belastungscharakteristik) von galvanischen Elementen beschreiben
Anwendungsgebiete von galvanischen Elementen beurteilen
Spannungs-, Strom- und Leistungsanpassung
Abhängigkeit der Klemmenspannung vom Laststrom erklären
Aus der Lastkennlinie die Leerlaufspannung und den Kurzschlussstrom berechnen
Bedeutung der Anpassungen erklären
Berechnungen für Anpassungen durchführen
Ersatzschaltungen
Quellenumwandlung (Strom-, Spannungsquellen) berechnen
Ersatzgrössen (Leerlaufspannung, Kurzschlussspannung, Innenwiderstand) berechnen (z.B. beim Spannungsteiler und bei der Brückenschaltung)
Spannungs- und Stromfunktionen
Sinus-, Rechteck und Dreieckgrössen mit und ohne DC-Anteil
Mit Hilfe von Liniendiagrammen die Periodendauer, die Frequenz, die Amplitude, den Momentanwert, den arithmetischen Mittelwert und den Effektivwert erklären und berechnen
Kreisfrequenz
Definition der Kreisfrequenz wiedergeben
Vektorielle Darstellung
Momentanwerte von Sinusfunktionen als Vektoren darstellen
Zusammenhang zwischen Signaladdition im Zeigerdiagramm und Signaladdition mit Vektoren aufzeigen

Freiraum Elektrotechnik 1. Teil
Computerunterstützte Schaltungssimulation Simulation von Grundschaltungen

Elektrisches Feld, Kondensator
Elektrisches Feld
Das elektrische Feld mit Hilfe der Feldlinien und der Kraftwirkung auf elektrische Ladungen aufzeichnen
Feldverläufe von parallelen Platten aufzeichnen und die Feldstärke berechnen
Kapazität, Ladung
Einflussgrössen auf die Kapazität beschreiben
Zusammenhang zwischen Ladung, Kapazität, Energie, Spannung, Strom und Zeit beschreiben und Berechnungen durchführen
Kondensator
Aufbau, Eigenschaften und Anwendungsbereiche der wichtigsten Kondensatortypen beschreiben
Für eine Bestimmte Anwendung den geeigneten Kondensator aufgrund der Eigenschaften des Dielektrikum auswählen
Kondensatorschaltungen
Serie- und Parallelschaltungen von Kondensatoren berechnen

Gleichstromkreis 1. Teil
Gleichstrom- und Impulsverhalten von R und C
Zeitliches Verhalten von Spannungen und Strömen in RC-Schaltungen aufzeichnen und die Grössen berechnen (e-Funktion)
Lade- und Entladefunktion des Kondensators bei konstantem Strom aufzeichnen und berechnen Impulsverhalten RC-Schaltungen aufzeichnen

Magnetisches Feld, Spule 1. Teil
Magnetisches Feld
Das magnetische Feld mit Hilfe von Kraftlinien, Kraftlinienrichtung und Polbezeichnung aufzeichnen
Kraftwirkung an Beispielen beschreiben
Beziehung zwischen Kraftwirkrichtung und Feldrichtung beschreiben Magnetwerkstoffe
Wichtige Werkstoffe mit ferromagnetischem Verhalten nennen
Eigenschaften von Magnetwerkstoffen anhand der Magnetisierungskurve erklären

Halbleiterbauelemente 2. Teil
Grundlagen Optoelemente (15)
Symbole interpretieren und darstellen
Kennlinien, Grenz- und Kennwerte interpretieren (Fotodioden, Fototransistoren, Leuchtdioden, Optokoppler)
Stromübertragungsverhältnis beim Optokoppler bestimmen
Vertiefung Optoelemente
Kennlinien, Grenz- und Kennwerte interpretieren (Fotowiderstände, Solarzellen und Laserdioden)
Anwendungen von Lichtwellenleitern nennen
Aufbau und Eigenschaften von Text- und Graphikanzeigeelementen (OLED, 7-Segment, LCD und TFT) erklären

Verstärkerschaltungen 1. Teil
Grundlagen Operationsverstärker 1
Prinzipiellen Aufbau und Eigenschaften des idealen Operationsverstärkers erklären Invertierende und nichtinvertierende Operationsverstärkerschaltungen (inkl. Impedanzwandler) aufzeichnen und benennen
Das Prinzip der Mit- und Gegenkopplung erklären und den Einfluss der Gegenkopplung auf die Verstärkung und Bandbreite beschreiben

Methodik der Softwareentwicklung 2. Teil
Entwicklungswerkzeuge
Funktion und Einsatz von integrierten Entwicklungsumgebungen beschreiben
Integrierte Entwicklungsumgebungen nutzen
Programm nach einem Struktogramm schreiben
Programm kompilieren und testen

Softwareentwicklung (Codierung) 2. Teil Funktionen, Zeiger und Arrays
Funktionen mit Parameterübergabe und mit Rückgabewert erstellen Ein- und Zweidimensionale Arrays (inkl. Strings) erstellen und anwenden Zeiger (Pointer) erstellen und anwenden

DA- und AD-Wandler
Kenngrössen von A/D-D/A-Wandlern beschreiben (Auflösung, Linearität, Sample rate) Digital-/Analogschaltungen
Das Prinzip von D/A-Wandlern (R-2R, PWM) beschreiben und unterscheiden Analog-/Digitalschaltungen
Das Prinzip von A/D-Wandlern (Rampen, Sukzessiv, Parallel und Sigma-Delta) beschreiben, unterscheiden und typische Anwendungen nennen

Freiraum Hard- und Softwaretechnik 1. Teil
Assemblerprogrammierung
Befehlssatz eines Mikroprozessors/Mikrocontrollers nach Gruppen einteilen Transfer-, logische, arithmetische, Schiebe-, Bit- und Sprungbefehle anwenden

Werkstoffgrundlagen
Einteilung
Zugehörigkeit der Werkstoffe zu Metallen, Nichtmetallen, Verbundwerkstoffen oder Hilfsstoffen angeben
Werkstoffeigenschaften
Elastisches und plastisches Verformungsverhalten schildern
Mechanische Festigkeit beschreiben
Korrosionsschutz
Methoden zur Verhinderung von Korrosion aufzählen
Korrosionsschutz im Hinblick auf Werterhaltung und Schonung der Ressourcen erläutern Chemische und elektrochemische Korrosion von Werkstoffen beschreiben

Magnetisches Feld, Spule 2. Teil
Elektromagnetismus
Die magnetische Wirkung des Stromes beschreiben und Anwendungsbeispiele aufzeigen Zusammenhang zwischen den magnetischen Grundgrössen wiedergeben
Beziehung zwischen den Ursachen (Strom, Durchflutung, Feldstärke) und der Wirkung (Fluss, Flussdichte) erklären
Induktionswirkung
Spannungserzeugung durch die Induktion beschreiben
Einflussgrössen bei der Spannungserzeugung durch die Induktion erläutern
Lenz’sche Regel anwenden
Induzierte Spannung berechnen und den Spannungsverlauf grafisch darstellen Induktivität
Definition der Induktivität wiedergeben
Induktivität einer Spule mit Hilfe des AL-Wertes berechnen
Eigenschaften von typischen Anwendungen wie elektromagnetische Schaltelemente, Energiespeicher, Schallgeber, Wirbelstrombremse aufzählen

Gleichstromkreis 2. Teil
Gleichstrom- und Impulsverhalten von R und L
Zeitliches Verhalten von Spannungen und Strömen in RL- Schaltungen aufzeichnen und die Grössen berechnen (e-Funktion)
Impulsverhalten RL-Schaltungen aufzeichnen

Wechselstromkreis 1. Teil
Schaltungen mit R, L, C
Blindwiderstand von L und C definieren und berechnen
Amplitudengang an einem RC-Hochpass und RC-Tiefpass beschreiben
Filtercharakteristik beschreiben
Strom-, Spannungs- und Widerstandsvektor­diagramm von RL-und RC-Schaltungen zeichnen

Verstärkerschaltungen 2. Teil
Grundlagen Operationsverstärker 2
Invertierende und nichtinvertierende Operationsverstärkerschaltungen dimensionieren und Eingangs- und Ausgangswiderstände berechnen
Summier- und Subtrahierverstärker dimensionieren
Symmetrischer (invertiert und nichtinvertiert) Komparator/Schwellwertschalter (Schmitt-Trigger) dimensiorieren

Spannungs- und Stromquellen 1. Teil
Spannungs- und Stromquellen bezüglich Innenwiderstand und Lastverhalten unterscheiden Prinzip von linearen Spannungsreglern und getakteten Schaltreglern erklären, Vor- und Nachteile aufzählen und mögliche EMV-Probleme erkennen
Kenndaten wie Kurzschlussstrom, minimaler Spannungsabfall (Dropout-Voltage), Line Regulation, Load Regulation, Wirkungsgrad, Ausgangsspannungswelligkeit interpretieren
Stabilisierte und geregelte Spannungsquellen
Einfache Serienstabilisierung mit Längstransistor berechnen und daraus den linearen Spannungsregler (IC) ableiten
Stabilisierte und geregelte Stromquellen
Grundschaltungen mit Feldeffekttransistor, Bipolartransistor, linearem Spannungsregler und Operationsverstärker dimensionieren

Freiraum Elektronik 1. Teil
Computerunterstützte Schaltungssimulation
Simulation von Elektronik-Grundschaltungen

Sequenzielle Digitaltechnik
Flipflops
Flipfloparten (RS, D, JK, T) unterscheiden und Datenblätter interpretieren
Flipflop-Schaltungen
Synchron- und Asynchronzähler, Frequenzteiler und Schieberegister unterscheiden und interpretieren

Aufbau eines Mikrocontrollersystems 2. Teil
Datenspeicher
Organisation eines Halbleiterspeichers beschreiben
Halbleiterspeicher (EPROM, EEPROM, Flash, RAM) nach Aufgabe unterscheiden und deren Eigenschaften nennen
Statischen und dynamischen Halbleiterspeicher unterscheiden und beschreiben Memory Map interpretieren

Freiraum Hard- und Softwaretechnik 2. Teil
Prozessrechner
Typen, Prozessdarstellung, Bussysteme

Kombinatorische Digitaltechnik 2. Teil
Technologie
Zeitliches Verhalten von digitalen Signalen interpretieren
Digitale Pegel der Schaltkreisfamilien erläutern
Störsicherheit erklären
Die wichtigsten Eigenschaften der aktuellen Schaltkreisfamilien wiedergeben
Ausgangsbeschaltung wie Open-Kollektor-/Drainausgang, Tri-State-Ausgang aufzeichnen und erläutern

Werkstoffarten
Konstruktionswerkstoffe
Zusammenhang zwischen der Werkstückfunktion und der Anforderung an den Werkstoff (Fe, Al, Cu) erläutern
Einige wichtige Metallegierungen dieser Metalle nennen
Metallische Konstruktionswerkstoffe (Fe, Al, Cu) umweltgerecht entsorgen bzw. der Wiederverwendung zuführen
Lotwerkstoffe
Lotwerkstoffe nach Eigenschaften und Anwendungen unterscheiden
Wichtige Lötverfahren der Elektronik unterscheiden
Notwendigkeit der bleifreien Löttechnik erläutern
Widerstands- und Leiterwerkstoffe
Werkstoffe zur Stromleitung bei Drähten, Leiterbahnen, Kontakten, Lötstellen unterscheiden
Werkstoffe für elektrische Widerstände (Draht-,Kohleschicht-, Metallschicht,- Metalloxydwiderstand) nach spezifischem Widerstand, Temperaturkoeffizient, Eigeninduktivität und Langzeitstabilität nachschlagen und deuten
Elektrische Isolierstoffe
Typische Isolierwerkstoffe in Elektronikgeräten aufzählen und wichtige Eigenschaften (z.B. Durchschlagfestigkeit, Isolationswiderstand) nennen
Kunststoffe
Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere nach Vernetzungsart unterscheiden und das Wärmeverhalten erläutern

(in HSW Technologie auslagern) Leiterplattenwerkstoffe
Leiterplattenwerkstoffe unterscheiden und typische Eigenschaften nennen Cleantech
Gesamtzusammenhänge bei der Verwendung des Werkstoffes im Hinblick auf den Umweltschutz beschreiben
Werkstoffe fachgerecht entsorgen (Materialtrennung)
Galvanische Elemente umweltgerecht entsorgen

Wechselstromkreis 2. Teil
Schaltungen mit R, L, C
Impedanzen, Teilströme und Spannungen sowie Phasenverschiebung grafisch und rechnerisch bestimmen
An passiven Filtern (Hoch- und Tiefpass) Amplituden- und Phasengang berechnen und im Bodediagramm darstellen
Wirk-, Blind- und Scheinleistung unterscheiden, cos ϕ berechnen
Güte und Verlustfaktor
Güte und Verlustfaktor von L und C berechnen und entsprechende Ersatzschaltungen zeichnen
Verstärkung und Dämpfung
Verstärkung und Dämpfung als Verhältnis in Dezibel ausdrücken resp. umrechnen Absolute und relative Pegel unterscheiden
Gesamtverstärkung von Verstärkungs- und Dämpfungsgliedern berechnen
Schwingkreis
Strom- und Spannungsverhältnisse im Serie- und Parallelschwingkreis berechnen Resonanzfrequenz berechnen
Frequenzgang aufzeichnen und daraus die Resonanzfrequenz, Bandbreite und Kreisgüte bestimmen

Verstärkerschaltungen 3. Teil
Verstärker mit bipolaren Transistoren
Gleichstromgrössen der Emitterschaltung berechnen und das Wechselstromverhalten beschreiben
Kopplungsarten unterscheiden (ohmisch und kapazitiv)
Verzerrungen, Fourieranalyse und Klirrfaktor
Ursache und Begriffe der linearen und nichtlinearen Verzerrungen beschreiben
Fourieranalyse erklären und den Klirrfaktor beschreiben

Vertiefung Operationsverstärker
Verhalten von idealen und realen Operationsverstärker erklären (Differenzverstärkung,
Gleichtaktverstärkung, Gleichtaktunterdrückung, Ausgangsaussteuerbarkeit, Eingangswiderstand, Eingangsoffsetspannung, Anstiegsgeschwindigkeit, Transitfrequenz, Verstärkungbandbreiteprodukt GBW)
Eingangsstufe (Differenzverstärker) und Ausgangsstufe (Gegentaktverstärker) von Operationsverstärker erklären
Ausgangsstrom eines OPVs mit Hilfe eines externen Transistors vergrössern
Integrierverstärker:
Ausgangsspannungsverläufe für impulsförmige Eingangsspannungen berechnen und aufzeichnen
Differenzierverstärker:
Ausgangsspannungsverläufe für sinus- und dreieckförmige Eingangsspannungen berechnen und aufzeichnen
Unsymmetrischer (invertiert und nichtinvertiert) Komparator/Schmitt-Trigger dimensiorieren

Spannungs- und Stromquellen 2. Teil
Stabilisierte und geregelte Spannungsquellen
Abwärts-, Aufwärts- und invertierende Schaltregler unterscheiden Begrenzungs- und Schutzschaltungen
Schutzschaltungen gegen Überspannungen, Falschpolung sowie Strombegrenzungsschaltungen in Stromversorgungen aufzeichnen
Geeignete Schutzschaltung auswählen

Filterschaltungen 1. Teil
Amplituden- und Phasengang
Begriffe Amplitudengang, untere und obere Grenzfrequenz, Bandbreite sowie Phasengang erklären
Grundlagen, Einteilung, Klassierung
Passive und aktive Filter unterscheiden
Hoch- und Tiefpassfilter nach ihrer Ordnungszahl einteilen und entsprechende idealisierte Amplitudengänge aufzeichnen
Aus Hoch- und Tiefpass den Bandpass und die Bandsperre ableiten (prinzipiell)

Programmierbare Logikbausteine
Arten, Aufbau, Funktion
Aufbau und Eigenschaften von CPLD und FPGA (programmierbare UND- und ODER-Matrix, Registerausgang, Makrozellen, Look Up Table) beschreiben
Anwendungen
Schaltungen mit PLD (z.B.: Zähler, Automaten) realisieren

Freiraum Hard- und Softwaretechnik 3. Teil
Computerunterstützte Schaltungssimulation
Simulation von Digital-Grundschaltungen

Transformator
Aufbau, Wirkungsweise und Eigenschaften
Prinzip des Transformators beschreiben
Transformatorarten und deren wichtigsten Eigenschaften aufzählen
Den Einfluss der Frequenz auf die Transformatorgrösse erläutern
Übersetzung
Zusammenhang bezüglich Windungszahlen, Spannungen, Strömen, Leistungen und Widerständen beschreiben und berechnen

Freiraum Elektrotechnik Teil 2
RLC-Berechnungen mit komplexen Zahlen
Schaltungsberechnungen mit komplexen Zahlen
Elektrische Maschinen
Motorarten, Aufbau, Eigenschaften, Anwendungen

Vertiefung Transformator
Transformatorarten, Aufbau, Eigenschaften, Anwendungen
Die verschiedenen Bauformen und die verschiedenen Eisen im Hinblick auf den Wirkungsgrad beurteilen
Energieversorgung
Erzeugung, Transport (Hochspannung- Gleichstromübertragung), Verteilung
Drehstrom
Spannungen und Ströme bei Stern- und Dreieckschaltungen

Filterschaltungen 2. Teil
Anwendungen
RC-Filter (1. Ordnung) mit OPV aufzeichnen und berechnen
Prinzip der aktiven Filter höherer Ordnung beschreiben und ausmessen

Freiraum Elektronik 2. Teil
Vertiefung Filterschaltungen
SC-Filter beschreiben und einsetzen
Prinzip eines digitalen Filters erklären
Oszillatoren und Taktgeneratoren
Oszillatoren
Auf der Basis des Blockschaltbildes eines Oszillators die notwendige Amplituden- und Phasenbedingung erläutern, damit ein Oszillator dauerhaft schwingt
Verschiedene RC- und LC-Oszillatorschaltungen unterscheiden und Anwendungen nennen
Messtechnisch oder durch Simulation den Amplituden- und Phasengang eines Rückkopplungszweiges aufnehmen und daraus den erforderlichen Amplituden- und Phasengang für den Verstärker ableiten, damit das System als Oszillator betrieben werden kann
Taktgeneratoren
RC-Taktgenerator mit integrierten Schaltungen (Timer, Schmitt-Trigger) aufzeichnen und mit Hilfe von Datenblättern dimensionieren
Taktgeneratoraufbau mit Schwingquarz erklären und dabei die Problematik der EMV erläutern (kurze Leitungen, kleine Strahlungsflächen, begrenzte Ströme)
Einfluss des Quarzes auf die Stabilität des Schwingkreises beschreiben
Den Aufbau und die Funktionsweise eines Quarzes beschreiben
Ersatzschaltbild des Schwingquarzes aufzeichnen und beschreiben

Leistungselektronik
Leistungselemente
Kennlinien und Arbeitsweise von Thyristor, Triac und IGBT’s erklären
Methoden der Leistungssteuerung
Methoden der Leistungssteuerung (geschaltet-PWM, Phasenanschnitt- und Phasenabschnittsteuerung) beschreiben
Anwendungen von Thyristoren, Triac, FET’s und IGBT’s als Leistungsschalter nennen
Verhalten bei induktiven und kapazitiven Lasten erklären, Schaltzeiten interpretieren
Aufbau und Funktion der Gegentakt- und H-Brückenschaltung (auch mit nur N-Kanal FET) beschreiben
Das Prinzip des elektronischen Lastrelais beschreiben
Antriebselemente
Prinzip von Synchron- und Asynchronmotoren unterscheiden
Prinzip, Eigenschaften und Ansteuerung von Schrittmotoren, elektronisch kommutierten Motoren und Gleichstrommotoren beschreiben

Freiraum Elektronik 3. Teil
Verstärker mit Feldeffekttransistoren
Gleichstromgrössen der Sourceschaltung berechnen und Wechselstromverhalten beschreiben
Computerunterstützte Schaltungssimulation
Simulation von Elektronik-Grundschaltungen

Vertiefung Mikrocontrollersystem (Standard: ANSI-C) 1. Teil
Interrupt
Interrupt initialisieren und anwenden (z.B. Taste einlesen)
Timer
Timer initialisieren und anwenden (z.B. Blinklicht, Frequenzmessung mit Capture/Compare Unit)
A/D-Wandler
A/D-Wandler initialisieren und anwenden (z.B. Sensorsignale einlesen)
PWM
PWM initialisieren und anwenden (z.B. D/A-Wandler, Motoren energieeffizient ansteuern, RGB-LED’s)

Mess-, Steuer- und Regeltechnik
Grundbegriffe
Den Unterschied zwischen Steuerung und Regelung erklären
Blockschaltbild einer Steuerung und Regelung beschreiben
Die Begriffe Regelgrösse, Istwert, Führungsgrösse, Sollwert, Regelabweichung, Stellgrösse, Störgrösse erklären
Regelverhalten
Unstetige und stetige Regeleinrichtungen unterscheiden
Zweipunktregelung erklären
Das Prinzip der P-, I-, D-, PI-, PID-Regler erklären und deren Sprungantworten aufzeichnen Entsprechende Grundschaltungen mit Operationsverstärkern erklären

Sensoren
Funktionsprinzip von Widerstands-, Induktiv-, Kapazitiv-, Piezzoresistiv- und Opto- Sensoren beschreiben

Vertiefung Mikrocontrollersystem (Standard: ANSI-C) 2. Teil
Schnittstellen
UART (RS232) initialisieren und anwenden (z.B. Display-Ansteuerung, USB-Chip FT232)
Schnittstellen initialisieren und anwenden (z.B. I2C, SPI, CAN, Bluetooth…)

Softwareentwicklung (Codierung) 3. Teil
Objektorientierte Programmierung
Begriffe wie Klassen, Objekte, instanzieren, Attribute und Methoden kennen und mit einer objektorientierten Programmiersprache anwenden
Klassendiagramme lesen und erstellen

Bereichsübergreifende Projekte
Umsetzung
Die Lektionen des Unterrichtsbereichs «Bereichsübergreifende Projekte» sind wie folgt einzusetzen:
– Bereichsübergreifende Projektarbeiten
– Förderung der Handlungskompetenz der Basis- und Schwerpunkausbildung
– Behandlung neuer Technologien (Beispielsweise Vertiefung der objekt- orientierten Programmierung)

Freiraum Elektronik 3. Teil
Vertiefung Sensoren und Aktoren
Messprinzipien zur elektrischen Erfassung von Temperatur, Licht, Schall, Magnetfeld, Kraft, Druck, Weg und Feuchte nennen
Sensor- und Aktorarten sowie deren Anwendungen aufzählen
Ausgewählte Sensoren bezüglich Kennlinien, Speisung, Ausgangssignalen, Linearität, Innenwiderstand, Temperaturbereich beschreiben
Schaltungen zur Sensorsignalaufbereitung und -übertragung entwerfen

HF-Technik, Modulation und EMV
HF-Übertragungsleitung
Begriffe und Eigenschaften von Leitungen erklären
Die Begriffe stehende Welle und Fehlanpassung beschreiben
Die Folgen einer Fehlanpassung beschreiben
Den Einsatz von Streifenleitern (Micro strip line) bei der digitalen Signalübertragung auf Leiterplatten erklären

Elektromagnetischen Wellen
Spektrum elektromagnetischer Wellen erläutern
Den Zusammenhang zwischen Wellenlänge, Ausbreitungsgeschwindigkeit und Frequenz beschreiben
Den Begriff der elektromagnetischen Wellen erklären
Die Abstrahlung und Einkopplung (Draht als Antenne) elektromagnetischer Wellen erläutern
Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen beschreiben

Modulation
Den Zweck der Nachrichtenmodulation erläutern
Analoge und digitale Modulation unterscheiden
Die Möglichkeiten der Trägersignalbeeinflussung durch das Modulationssignal aufzeigen (Amplitude, Frequenz, Phase)
Ursachen und Massnahmen zur Störunterdrückung
Den Begriff elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) erklären
Typische Störquellen aufzählen
Kopplungsarten (galvanische-, kapazitive-, und induktive Kopplung) unterscheiden und typische Störsituationen erläutern
Elementare Massnahmen zur Entstörung nennen (Störquelle, Kopplungsweg, Störsenke)

Freiraum Elektronik
Erweiterte Optoelektronik, Lichtleitertechnik
Anzeigetechnik, Signalübertragung, Anwendungen

Softwareentwicklung (Codierung) 4. Teil
Objektorientierte Programmierung
Begriffe wie Klassen, Objekte, instanzieren, Attribute und Methoden kennen und mit einer objektorientierten Programmiersprache anwenden
Klassendiagramme lesen und erstellen

Freiraum Hard- und Softwaretechnik 4. Teil
Neue Programmierkonzepte und Strategien
Vertiefung der objektorientierte Programmierung (Vererbung, Polymorphismus, Klassenhierarchie)
Grafikunterstützte Oberfläche (z.B. Windowsprogrammierung) einsetzen
Daten von Dateien lesen und in Dateien schreiben
Freiraum Hard- und Softwaretechnik
SPS
Programmierungsarten, Schnittstellendefinitionen
Mess- und Entwicklungswerkzeuge
Logikanalyse, Emulation, Protokollanalyse, Prozessoremulation PLD
Hardware-Beschreibungsprache (z.B. VHDL, AHDL) anwenden

Vorbereitung Qualifikationsverfahren
Berufskenntnisse
Spezifische Vorbereitung auf die Berufskenntnisprüfung im 8. Semester