Circuit Design Lab

Profile and objectives

The Circuit Design Lab is a basic laboratory for analog and digital circuit design, completed in the third or fourth semester of the Bachelor's programs in Electrical Engineering/Information Technology, Medical Engineering, and Mechatronics. It complements the lectures on Analog and Digital Circuits. The focus of this lab is on the design of a typical electronic (complete) circuit. The participants should be able, as independently as possible, to establish connections and effects with the individual thematic focuses of the lectures Analog and Digital Circuits.

There are no self-contained individual experiment descriptions in this lab; rather, the participants will work on an industry-oriented circuit design project throughout the semester. However, the timeframe for working on the project and the individual tasks to be worked on is provided, so that the participants know what has to be done at what time. The individual tasks to be completed build on each other in the course of the semester and working on the project.

The laboratory is competence-oriented. The goal is to acquire, understand and apply not only technical/scientific competencies, but methodical, personal and social competencies as well.

The Circuit Design Lab covers the following topics:

Sensorik, Analogtechnik:

  • Verhalten von Sensoren kennenlernen
  • Entwurf, Aufbau/Implementierung und Test einer anlogen Teilschaltung. (Operationsverstärker = OPV) zur Aufbereitung eines vorgegeben analogen Signals und vorgegeben Randbedingungen.
  • Rechnergestützter Entwurf der Schaltung (Simulation) mittels PSPICE oder LTSPICE.
  • Allgemeine Eigenschaften eines OPV kennenlernen und evaluieren.
  • Anwendung OPV als Verstärker, Subtrahierer etc. kennenlernen.

Analog-Digital-Wandler:

  • Allgemeine Eigenschaften von AD-Wandlern evaluieren.
  • Gemeinsame Inbetriebnahme des AD-Wandlers mit der Sensorik und der analogen Signalaufbereitungsschaltung.

Digitaltechnik, Programmierbare Digitalschaltkreise:

  • Entwurf kombinatorischer und sequentieller Schaltungsteile.
  • Entwurf komplexerer digitaler Schaltungen und Umsetzung der Schaltung in einem programmierbaren Digitalschaltkreis (FPGA), Rechnergestützter Entwurf der digitalen Schaltungen.
  • Integration der kombinatorischen und sequentiellen Schaltungsteile in eine vorgegebene Digitalschaltungsumgebung.
  • Gemeinsame Inbetriebnahme der vorherigen entworfenen Schaltungsteile mit dem entstandenen Digitalteil.
  • Einblick in den rechnergestützten Entwurfsmöglichkeiten von digitalen Schaltungen erhalten.

Das Konzept und der Aufbau des Labors wurde 2014 mit dem Fellowship für Innovationen in der Hochschullehre des Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft e.V.  und der Baden-Württemberg-Stiftung ausgezeichnet.