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Wenn man Fachzeitschriften liest oder im Internet nachschaut, bekommt man schnell den Eindruck, dass die heutige Welt digital ist und die analoge Technik der Vergangenheit angehört. Aber ist das tatsächlich so?
Nicht wirklich. Alle physikalischen Größen oder Phänomene, seien es Audiosignale oder Temperaturen, sind zunächst einmal analoge Werte; um einen analogen Wert zu messen oder zu verändern, braucht man analoge Technologien. Jede schnelle digitale Signalübertragung hat mit analogen Vorgängen zu tun, und nur wer sie versteht, kann sie auch optimieren. Wenn man erkennt, dass sich nicht jedes Problem mit Software lösen lässt, kann man sich Kenntnisse aneignen, die in der heutigen Arbeitswelt so dringend benötigt werden. Neue Technologien wie Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energien lassen sich ohne analoges Wissen überhaupt nicht beherrschen. Dennoch gibt es immer weniger Hardware-Experten auf dem Markt, so dass sich für Studenten und Hochschulabsolventen mit Kenntnissen in der Halbleiterschaltungstechnik hervorragende Karrierechancen eröffnen.
Für den Einstieg in die Analogtechnik hat Analog Devices aktive Lernmodule entwickelt, mit denen Sie durch vorbereitete Laborexperimente analoges Wissen und Erfahrung sammeln können. Die Module können im Rahmen einer universitären Ausbildung oder eigenständig zum besseren Verständnis der erlernten Theorie eingesetzt werden. Sie geben jedem die Möglichkeit, überall und zu jeder Zeit praktische Erfahrungen mit elektronischen Schaltungen zu sammeln. Manche Studenten arbeiten lieber nachts und alleine, andere möchten mit Kommilitonen gemeinsam arbeiten und Ergebnisse diskutieren. Wenn ein Experiment fehlschlägt, schaut niemand amüsiert zu, und das Experiment kann wiederholt werden. Die Module bieten auch Unterstützung, wenn es schwierig ist, einen Laborplatz, Zeit oder Geräte an einer Universität zu bekommen. Ein weiterer Vorteil der Module ist, dass mehrere Studenten gleichzeitig Experimente durchführen können und nicht einige nur zuschauen können.
Bei den Lernmodulen handelt es sich nicht um PC-Simulationen mit vorbereiteten Ergebnissen, sondern um praktische Laborversuche. Mit ihnen lassen sich Schaltungen aufbauen, Eingangssignale anlegen, analoge oder digitale Ausgangssignale messen und die Ergebnisse am PC auswerten. Darüber hinaus sind sie kostengünstig und damit auch für ein knappes Studentenbudget erschwinglich.
Im Folgenden sind die derzeit verfügbaren Kits von Analog Devices aufgeführt.
Das ADALP2000-Kit umfasst verschiedene Chips von Analog Devices sowie diskrete Bauteile wie Widerstände und Kondensatoren. Damit lassen sich auf dem mitgelieferten Breadboard verschiedene elektronische Schaltungen ohne Löten aufbauen.
Abbildung 1: ADALP2000-Active-Learning-Program-Parts-Kit.
Das ADALM1000 ist ein Lernmodul für die Einführung in die Grundlagen der Elektrotechnik. Dieses Modul wird über eine USB-Schnittstelle angeschlossen und bietet somit eine programmierbare Spannungsversorgung von 2,5 V oder 5 V und bis zu 200 mA. Über zwei Kanäle können unterschiedliche Spannungs- und Strom-Wellenformen bereitgestellt werden. Spannungen von 0 V bis 5 V, Ströme von -200 mA bis +200 mA sowie Wellenformen können mit bis zu 100 kSPS (Kilosamples pro Sekunde) abgetastet werden. Mit der zugehörigen Software, die für Windows-, Linux- und Mac OS X-Systeme verfügbar ist, lassen sich Parameter einstellen und die Messergebnisse mit einer Oszilloskop-Funktion auf dem Computer darstellen. Auf der Website von Analog Devices sind zahlreiche Experimente, die mit dem ADALM1000 durchgeführt werden können, im Abschnitt „Circuit I and II Lab Activities“ ausführlich beschrieben.
Abbildung 2: Aktives Lernmodul ADALM1000.
Das ADALM2000 ist ein Lernmodul für fortgeschrittene Experimente. Es kann alles, was das Modul der ADALM1000-Serie kann und noch viel mehr. Das ADALM2000 ist mit einer Signalmessung bis zu 25 MHz und einer Signalerzeugung bis zu 30 MHz etwa 1000-mal schneller. Die beiden Spannungsversorgungen können in den Bereichen 0 V bis +5 V und -5 V bis 0 V eingestellt werden. Die Software kann ein 2-Kanal-Oszilloskop und einen 16-Kanal-Digital-Logic-Analyzer sowie ein entsprechendes Voltmeter darstellen. Außerdem lassen sich Netzwerke, Spektren und digitale Busse analysieren. Die entsprechenden Laborversuche sind unter „Electronics I and II LabActivities“ beschrieben. Mit einigen kleinen Anpassungen können die für das ADALM1000-Kit konzipierten Experimente auch mit diesem Kit durchgeführt werden.
Abbildung 3: Aktives Lernmodul ADALM2000.
Das ADALM-Pluto -Kit ist ein Hochfrequenz-Kit für die Vertiefung der Kenntnisse über Software-Defined Radio (SDR), d. h. die Einstellung von Frequenzbändern und -eigenschaften per Software, für die drahtlose HF-Kommunikation. Das Kit bietet einen Frequenzbereich von 325MHz bis 3,8GHz sowie einen integrierten Sende- und Empfangskanal. Anwender können sich mit Hilfe des Fachbuchs Software-Defined Radio for Engineers in das System einarbeiten. Dieses Buch steht zum kostenlosen Download auf analog.com bereit. Es beinhaltet auch einige Experimente, die mit dem ADALM-Pluto-Kit durchgeführt werden können.
Abbildung 4: Aktives Lernmodul ADALM-Pluto.
Weitere Informationen zu den Kits finden Sie auf eu.mouser.com/new/analog-devices/adi-education-resources/ unter „Aktive Lernmodule und Kits“. Diese Kits sind direkt bei mouser.com erhältlich. Konkrete Fragen zu den Kits werden in der EngineerZone® von Analog Devices im Bereich „Virtual Classroom for ADI University Program“ beantwortet.
Die Welt ist und bleibt analog und braucht Ingenieure mit guten Kenntnissen im Bereich der analogen Technologie. Also, packen Sie es an!
Uwe Bröckelmann, Technischer Leiter EMEA, kam 2003 zu Analog Devices. Von 2004 bis 2012 leitete er das Field Applications Engineering (FAE) Team von Analog Devices in Mitteleuropa, und von 2008 bis 2015 das Automotive FAE Team in ganz Europa. Seit 2015 leitet er ein interdisziplinäres Team von Applikationsingenieuren und ist verantwortlich für die technische Entwicklung aller Analog Devices FAEs in EMEA.
Er absolvierte ein Studium der Automatisierungstechnik an der Universität Kaiserslautern und schloss dieses 1995 als Diplom-Ingenieur ab. Seine berufliche Laufbahn begann er als Hardware-Design-Ingenieur bei der Siemens AG in Fürth, danach war er fünf Jahre als FAE bei der Maxim GmbH in Planegg tätig, ehe er zu Analog Devices wechselte.