Elektronikschaltungen

Elektronikschaltungen sind Anordnungen elektronischer Bauelemente, die elektrische Signale verarbeiten, übertragen oder wandeln. Typische Aufgaben umfassen Verstärkung, Filtern, das Umwandeln von Signalen, Regelung und Datentransfer. Ihre Umsetzung erfolgt überwiegend auf Leiterplatten (PCBs) oder in integrierten Schaltungen. Grundlegende Zielgrößen sind dabei Linearität, Bandbreite, Rauscharmut und Effizienz.

Zentrale Bauelemente einer Schaltung sind passive Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten sowie aktive Halbleiterbauelemente wie Transistoren, Dioden und integrierte Schaltungen. Dazu gehören auch Speicherelemente und Sensoren. Schaltungsentwürfe werden mit Schaltplänen dargestellt, deren Symbole internationalen Normen folgen. Die Funktionsweise ergibt sich aus elektrotechnischen Gesetzen, insbesondere dem Ohmschen Gesetz, den Kirchhoffschen Regeln sowie den Kennlinien von Bauelementen. In der Praxis werden Entwürfe oft mit Computersimulationen (z. B. SPICE) geprüft, bevor reale Prototypen aufgebaut werden.

Elektronikschaltungen lassen sich grob in analoge, digitale und gemischte Signal-Schaltungen einteilen. Typische Topologien umfassen Verstärkerschaltungen (z. B. Transistorverstärker, Operationsverstärker in verschiedenen Konfigurationen), Filterstufen (RC-, RL-, LC-Filter), Oszillatoren, Logikgatter, Schalter- sowie Leistungsumsetzer in Netz- und DC-DC-Wandlern. Anwendungen finden sich in der Kommunikation, Audiotechnik, Mess- und Regeltechnik, Industrieautomatisierung, Medizintechnik und der allgemeinen Consumer-Elektronik.

Der Designprozess umfasst Spezifikation, Schaltungsentwurf, Simulation, Prototyping, Prüfung und Produktion. Sicherheit, Zuverlässigkeit und Normkonformität spielen eine wichtige Rolle, besonders in anspruchsvollen Bereichen wie Medizin, Luftfahrt oder Industrie.